一种压缩机气缸的成型工艺的制作方法

文档序号:11220604阅读:532来源:国知局
本发明涉及空压机领域,特别涉及一种空气压缩机气缸的成型工艺。
背景技术
:空气压缩机普遍使用于机械、化工、交通等行业,现在甚至应用到家庭中,压缩机以活塞式最为普遍,它可获得高的压力,并且结构简单,加工和维修方便。在活塞式压缩机中,气缸与活塞配合完成气体的逐级压缩,活塞在气缸中作高速往复运动,因而要求气缸内应有良好的表面,以利于润滑及耐磨,并要有良好的冷却,零件要有很好的工艺性,不变形,不开裂,结构合理。公布号为cn102268587a的中国专利公开了一种用于空压机气缸体的硼磷合金铸铁及其铸造工艺,其中公开了制造工艺包括有原辅材料-生铁、废钢-电炉熔炼-出铁孕育、随流孕育-过滤浇注-成品气缸体。如图1所示的一种压缩机气缸,包括本体1,本体1上设置有两个轴孔2。在实际的生产加工中,利用上述铸造工艺在进行浇注时,金属液对砂芯产生剧烈的热作用,使型腔表面的砂层迅速加热到结晶金属的温度,由于水分的蒸发,有机物的燃烧和挥发形成了大量的气体,其中一部分气体能够通过透气的砂芯逸走,还有一部分可能会进入金属液中,当本体凝固时,就会在接近本体的表面形成气孔,造成废品。技术实现要素:针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种压缩机气缸的成型工艺,利用该成型工艺成型的压缩机气缸具有较高的合格率。本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种压缩机气缸的成型工艺,其特征是:所述成型工艺包括如下的步骤,步骤1:将原料在混料机中混合均匀并于高温下融化,保温静置;步骤2:静置融化后的原料加入至砂芯中造型成型本体,砂芯选择碱式酚醛树脂砂,所述型砂的表面使用铬矿砂;步骤3:造型结束后进行水冷却,冷却时间为900~950秒;步骤4:成型后除去本体表面的型砂模型;步骤5:本体的上表面、下表面及轴孔进行初步的粗加工;步骤6:经过粗加工的本体的上表面、下表面及轴孔进行精加工;步骤7:成型后的本体的侧壁涂覆环保漆层,风干。通过上述技术方案,首先混合均匀的原料在高温下进行融化,则熔融的效果比较优良,而且保温静置能够使得物料中的部分气体溢出,减少气体的存在造成本体出现气孔现象;然后融化后的原料加入型砂中造型,型砂选择碱式酚醛树脂砂型砂的流动性好,不需捣固机紧实,节省了大量的时间,而且树脂砂芯的强度高、成型性好,发气量较其他有机铸件低,热稳定性好,透气性高,可以大大减少铸件的粘砂、夹砂、砂眼、气孔、缩孔、裂纹等铸件缺陷,降低废品率,而且旧砂的回收也比较容易;铬矿砂在铸造过程中能够一定程度上避免铸件表面沾砂的现象,则成型的铸件表面较为光滑;冷却的时间控制的比较合理,而且选用水冷,则能够避免冷却过快造成的白口倾斜大的现象;成型后在表面涂覆环保漆层一方便能够耐磨性,另一方面起到防锈的作用效果。本发明进一步设置为:步骤1中的加工原料包括如下重量百分数的含量,废钢40~50、c3.0~3.2、si1.8~1.9、mn1.0~1.2、p≤0.014、s0.06~0.08、cr0.2~0.3、y0.05-0.25、mg0.05、其余为fe。通过上述技术方案,选用的废钢在加工中使用一方面具备环保性,另外加的金属钇对氧和硫的亲和力高,同时能够改善其他合金的性质,使得硅、锰、铬和铁的强度均能够有所提高,然后控制的锰的质量百分比比较低,体系的稳定性较高,然后硫和磷的质量分数控制严格,能够减少球化元素的烧损,降低塑性和韧性,然后加入的镁的含量较低,能够减少气孔的生成。本发明进一步设置为:步骤1中的融化温度为1300~1400℃。通过上述技术方案,融化的温度选在该范围内能够使得成型的产品的结构强度适当。本发明进一步设置为:步骤2中的铬矿砂中还含重量份数比为2:1的桐油和钠基膨润土。通过上述技术方案,桐油具有干燥快、比重轻、光泽度好、附着力强,耐热耐酸,耐碱、防腐、防锈、不导电的特性,用途广泛,加入的桐油能够使得砂芯定型快;然后加入的钠基膨润土钠基膨润土具有粘结力强、可塑性高、脱膜好、透气性优、高温湿态条件下物理化学性能稳定等特点,而且复用性好,当钠基膨润土与桐油共同添加在铬矿砂中能够增加铬矿砂的稳定性,而其减少气体的残留造成的本体气孔现象。本发明进一步设置为:所述铬矿砂的表面涂洒有冰晶石粉。通过上述技术方案,冰晶石粉在高温下与水作用,夺取砂芯中的部分水分,生成反应型很强的氟化氢,从而减少游离在铁水中的气体,防止皮下气孔的产生;而且冰晶石在高温下可分解为氟化钠和三氟化铝,三氟化铝呈气体排出,在1290℃其蒸汽压达到一个大气压,可以防止空气的侵入,减少侵入性气体的生成;冰晶石能够溶解铁水中的氧化膜,保护铁水不被氧化,同时配合钠基膨润土能够改善脱模时的粘黏现象,且减少气孔的生成,其中钠基膨润土能够使得铬矿砂的透气性增强,使得气体溢出,而冰晶石份配合能够使得铬矿砂的表面形成氧化膜,则气体含量时候,进入至金属液中的气体少,成型的本体气孔就少,成品率高。本发明进一步设置为:步骤7中环保漆层包括有如下重量份数的组分,4~6份石墨,4~6份二硫化钼,10~15份滑石粉,10~15份桐油,8~10份氯化石蜡,3~6份六甲基纤维素,30~32份环氧树脂,10~15份乙二醇,1~2份氢氧化钠,15~20份氟碳树脂,1~2份增稠剂。通过上述技术方案,石墨能够环保漆层的耐磨性能;然后加入的二硫化钼具有优良的固体润滑剂,分散性好,能够增强环保漆层的混合均匀性,减摩,增摩,防氧化的作用效果;滑石粉作为填充剂,一方面能够减少原料的利用,另一方面能够起到使得环保漆层分散均匀的作用效果,而且滑石粉作为粉质材料,可以将颗粒表面的凹凸处填平,改善涂层的表面形貌,提高涂层的耐水性;加入的桐油能够起到优良的防锈的作用效果;氯化石蜡具有化学稳定性优良,具有防潮、抗静电、抗软化,抗压缩,低挥发的性能;六甲基纤维素能够在涂料中起到增稠、悬浮、分散、乳化、粘合、成膜、保护水分的特性,能够使得环保漆层在涂覆后迅速干燥,漆膜坚实,经久耐用;环氧树脂的加入能够增加环保漆层与气缸直接的粘接牢固性,使得环保漆层不易脱落;乙二醇能将涂料中的成膜物质溶解或分散为均匀的液态,以便于施工沉迷,当施工后与氢氧化钠相互作用起到增稠的效果;氟碳树脂以牢固的c-f为骨架,同其他树脂相比,耐热性,耐化学品性,耐寒性、低温柔韧性、耐候性和电性能等均较好,且由于其结晶性好,故具有不黏附性、不湿润性;增稠剂的加入能够增稠环保漆。本发明进一步设置为:所述增稠剂选择梳妆聚氨酯缔合型增稠剂。通过上述技术方案,梳妆聚氨酯缔合型增稠剂是指将中间含不同长度烷基的疏水性二醇引入到聚氨酯预集体链中,得到一系列链段中带悬挂基团的梳妆聚氨酯缔合型增稠剂,其中间烷基链段的碳原子数的增多,缔合作用增强,从而使得增稠效果变好。本发明进一步设置为:所述组分中还包括有1~4份聚氨酯流平剂。通过上述技术方案,聚氨酯流平剂能提供出色的高剪切粘度,具有优异的流动、流平性。综上所述,本发明对比于现有技术的有益效果为:1、该工艺操作整体的过程控制严格,能够使得成品的质量优质,有效减少本体表面的气孔,从而降低废品率;2、加工原料中选择的原料成型的本体硬度足够,而且耐磨性能优良;3、产品表面涂覆的环保漆层其与本体之间的粘附性能优良,能够增强本体的耐磨性,延长使用寿命。附图说明图1为实施例的压缩机气缸结构图。附图标记:1、本体;2、轴孔。具体实施方式以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。实施例1一种压缩机气缸的成型工艺,包括如下的步骤,步骤1:将废钢4000kg,碳300㎏,硅180㎏,锰100千克,磷1.4㎏,硫6㎏,铬20㎏,钇5㎏,镁5㎏,铁5837.6㎏的原料在混料机中混合均匀并于1300℃的高温下融化;步骤2:融化后的原料加入至砂芯中造型成型本体1,型砂选择碱式酚醛树脂砂,在碱式酚醛树脂砂的表面使用铬矿砂,铬矿砂中含有2份的桐油,1份的钠基膨润土,铬矿砂的表面涂洒有冰晶石粉;步骤3:造型结束后进行水冷却,冷却时间为900秒;步骤4:成型后除去本体1表面的型砂模型;步骤5:本体1的上表面、下表面及轴孔2进行初步的粗加工;步骤6:经过粗加工的本体1的上表面、下表面及轴孔2进行精加工;步骤7:成型后的本体1的侧壁涂覆环保漆层,风干,环保漆层包括4份石墨,4份二硫化钼,10份滑石粉,10份桐油,8份氯化石蜡,3份六甲基纤维素,30份环氧树脂,10份乙二醇,1份氢氧化钠,15份氟碳树脂,1份梳妆聚氨酯缔合型增稠剂,1份聚氨酯流平剂。实施例2一种压缩机气缸的成型工艺,包括如下的步骤,步骤1:将废钢4200kg,碳305㎏,硅182㎏,锰104kg,磷1.4㎏,硫6.5㎏,铬22㎏,钇10㎏,镁5㎏,铁5175.5㎏的原料在混料机中混合均匀并于1300℃的高温下融化;步骤2:融化后的原料加入至砂芯中造型成型本体1,型砂选择碱式酚醛树脂砂,在碱式酚醛树脂砂的表面使用铬矿砂,铬矿砂中含有2份的桐油,1份的钠基膨润土,铬矿砂的表面涂洒有冰晶石粉;步骤3:造型结束后进行水冷却,冷却时间为910秒;步骤4:成型后除去本体1表面的型砂模型;步骤5:本体1的上表面、下表面及轴孔2进行初步的粗加工;步骤6:经过粗加工的本体1的上表面、下表面及轴孔2进行精加工;步骤7:成型后的本体1的侧壁涂覆环保漆层,风干,环保漆层包括5份石墨,5份二硫化钼,11份滑石粉,11份桐油,9份氯化石蜡,4份六甲基纤维素,31份环氧树脂,12份乙二醇,2份氢氧化钠,16份氟碳树脂,1份梳妆聚氨酯缔合型增稠剂,1份聚氨酯流平剂。实施例3一种压缩机气缸的成型工艺,包括如下的步骤,步骤1:将废钢4400kg,碳310㎏,硅196㎏,锰105千克,磷1.4㎏,硫6.8㎏,铬24㎏,钇15㎏,镁5㎏,铁4936.8㎏的原料在混料机中混合均匀并于1240℃的高温下融化;步骤2:融化后的原料加入至砂芯中造型成型本体1,型砂选择碱式酚醛树脂砂,在碱式酚醛树脂砂的表面使用铬矿砂,铬矿砂中含有2份的桐油,1份的钠基膨润土,铬矿砂的表面涂洒有冰晶石粉;步骤3:造型结束后进行水冷却,冷却时间为930秒;步骤4:成型后除去本体1表面的型砂模型;步骤5:本体1的上表面、下表面及轴孔2进行初步的粗加工;步骤6:经过粗加工的本体1的上表面、下表面及轴孔2进行精加工,成型压缩机气缸;步骤7:成型后的本体1的侧壁涂覆环保漆层,风干环保漆层包括4份石墨,4份二硫化钼,13份滑石粉,13份桐油,8份氯化石蜡,4份六甲基纤维素,30份环氧树脂,13份乙二醇,1份氢氧化钠,16份氟碳树脂,1份梳妆聚氨酯缔合型增稠剂,2份聚氨酯流平剂。实施例4一种压缩机气缸的成型工艺,包括如下的步骤,步骤1:将废钢4800kg,碳315㎏,硅188㎏,锰115千克,磷1.4㎏,硫7㎏,铬28㎏,钇20㎏,镁5㎏,铁4479.4㎏的原料在混料机中混合均匀并于1360℃的高温下融化;步骤2:融化后的原料加入至砂芯中造型成型本体1,型砂选择碱式酚醛树脂砂,在碱式酚醛树脂砂的表面使用铬矿砂,铬矿砂中含有2份的桐油,1份的钠基膨润土,铬矿砂的表面涂洒有冰晶石粉;步骤3:造型结束后进行水冷却,冷却时间为940秒;步骤4:成型后除去本体1表面的型砂模型;步骤5:本体1的上表面、下表面及轴孔2进行初步的粗加工;步骤6:经过粗加工的本体1的上表面、下表面及轴孔2进行精加工;步骤7:成型后的本体1的侧壁涂覆环保漆层,风干,环保漆层包括5份石墨,5份二硫化钼,14份滑石粉,14份桐油,9份氯化石蜡,5份六甲基纤维素,31份环氧树脂,14份乙二醇,2份氢氧化钠,18份氟碳树脂,2份梳妆聚氨酯缔合型增稠剂,3份聚氨酯流平剂。实施例5一种压缩机气缸的成型工艺,包括如下的步骤,步骤1:将废钢5000kg,碳320㎏,硅190㎏,锰120千克,磷1.4㎏,硫8㎏,铬30㎏,钇25㎏,镁5㎏,铁4300.6㎏的原料在混料机中混合均匀并于1400℃的高温下融化;步骤2:融化后的原料加入至砂芯中造型成型本体1,型砂选择碱式酚醛树脂砂,在碱式酚醛树脂砂的表面施加铬矿砂,铬矿砂中含有2份的桐油,1份的钠基膨润土,铬矿砂的表面涂洒有冰晶石粉;步骤3:造型结束后进行水冷却,冷却时间为950秒;步骤4:成型后除去本体1表面的型砂模型;步骤5:本体1的上表面、下表面及轴孔2进行初步的粗加工;步骤6:经过粗加工的本体1的上表面、下表面及轴孔2进行精加工;步骤7:成型后的本体1的侧壁涂覆环保漆层,风干,环保漆层包括6份石墨,6份二硫化钼,15份滑石粉,15份桐油,10份氯化石蜡,6份六甲基纤维素,32份环氧树脂,15份乙二醇,1份氢氧化钠,20份氟碳树脂,1份梳妆聚氨酯缔合型增稠剂,4份聚氨酯流平剂。实施例1~5中的粗加工指在卧室车床上利用四爪夹持本体1,车端面流量2mm,车轴孔2均留量3~4mm;精加工指在卧式车床上进行采用四爪夹持,将本体1车到标准尺寸。实验检测1、外观:气缸的轴孔及表面均无明显的气孔出现;2、水压试验,将气缸上的轴孔用盖板堵上,其中一块盖板上设有与射压泵的接头相连的螺纹孔,水压为37.5mpa,保压时间35min,不出现渗漏。表1实施例1~5的试验检测结果检测项目实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5外观合格合格合格合格合格水压试验合格合格合格合格合格由上述表格可以得出,实施例1~5的实验结果均符合要求,则说明实施例1~5的成型工艺能够使得加工成型的气孔较少,则成型的产品使用时效果优良。其中选择实施例3作为参照实施例与对比例进行比较。对比例1对比例1与实施例3的区别在于对比例1中的铬矿砂的表面不涂洒冰晶石粉,其他均与实施例3保持一致。对比例2对比例2与实施例3的区别在于对比例2中的铬矿砂中不含有钠基膨润土,其他均与实施例3保持一致。对比例3对比例3与实施例3的区别在于对比例3中型砂的中不含有钠基膨润土且在铬矿砂的表面不涂洒冰晶石粉,其他均与实施例3保持一致。实验检测,按照实施例1~5的检测方法进行检测。表2对比例1~3的试验检测结果检测项目对比例1对比例2对比例3外观部分表面有气孔部分表面有气孔表面较多气孔水压试验部分不合格部分不合格较多不合格对比实施例3与对比例1,在铬矿砂的表面不含有冰晶石粉时,部分检品的表面会出现气孔,在进行水压实验时表现为不合格,则说明冰晶石粉的存在能够减少铸件表面气孔的现象;然后对比实施例3与对比例2的实验结果,在铬矿砂中不添加钠基膨润土时,部分检品的表面会出现气孔,在进行水压实验时表现为不合格,则说明表面使用铬矿砂能够减少铸件表面气孔的现象;然后对比实施例3与对比例3,在铬矿砂的表面直接不涂洒冰晶石粉且铬矿砂中不添加钠基膨润土时,检品出现较多的不合格,则申请人能够合理推测出,钠基膨润土和冰晶石粉具有配合的作用效果,能够使得检品上的气孔较少,成品率提高。以上所述仅是本发明的示范性实施方式,而非用于限制本发明的保护范围,本发明的保护范围由所附的权利要求确定。当前第1页12
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