镶铸油道钢管的铸造方法与流程

本发明涉及铸造工艺技术领域，特别涉及铸铁件镶铸钢管的铸造方法。

背景技术

传统的中大型机架主油道采用砂芯或预埋钢管在铸型内，铸件上直接形成油道通孔。砂芯铸造主油道运用于少数机架产品上，多数机架均采用钢管铸造。砂芯形成的主油道内壁上易存在氧化皮、沟槽、鼓包等铸造缺陷，在铸件精整工序清理困难，表面光洁度无法满足用户要求。钢管形成的主油道在端头存在未融合或脱层等缺陷。机架在加工钻孔后主油道压水试验过程中发生渗漏，无法进行修复，造成机架报废，影响生产进度、浪费成本。

技术实现要素：

有鉴于以上油道钢管在铸铁件铸造过程中出现的融合不良造成的产品质量缺陷或者报废，有必要提出一种镶铸油道钢管的铸造方法，以降低因油道钢管融合不良造成的生产进度的滞后和生产成本的浪费。

本发明所述的镶铸油道钢管的铸造方法，包括如下内容：

1)油道钢管的设计：第一，根据铸件油道的直径选取合适内径的油道钢管，再根据铸件轮廓或者壁厚选取合适壁厚的油道钢管；第二，根据油道钢管与铸件搭接部位的铸件的壁厚，确定与铸件搭接部分的油道钢管的螺纹段的长度；第三，在油道钢管上设置搭接螺纹段，为了使油道钢管与铸件能够良好融合，所述搭接螺纹段需要经过抛光或者镀锡处理。在油道钢管与铸件本体搭接融合部位设置螺纹段，是为了增加油道钢管与金属液之间的接触面，从而提升油道钢管与铸件本体的融合能力，避免了光面融合能力差造成的铸件本体与油管钢管结合处致密性差引起的产品渗漏问题。

2)油道钢管的预处理：第一，在油道钢管内均匀喷射锆英涂料；第二，待锆英涂料干燥后，在油道钢管内置入通气件，如通气管或者通气绳；第三，将钢管斜立或者直立，并将低端的油道钢管管口封堵；第四，向油道钢管内填树脂砂，并使填入的树脂砂紧实，如可以采取敲击油道钢管外壁的振动方式达到填入油道钢管的树脂砂的紧实和均匀；第五，将油道钢管的另一端封堵，通气件的两端留置在油道钢管外；第六，固化时间不少于3小时，待油道钢管内树脂砂固化后，将填有树脂砂的油道钢管放置到备用区待用。通过在所述油道钢管内填入树脂砂的方式提升了空心油道钢管抗金属液浮力和/或膨胀力的能力，避免油道钢管变形造成的产品报废。

3)油道钢管的预置：第一，在油道钢管与砂芯芯头的配合部位处设置定位砂芯；第二，将油道钢管的螺纹段设置在油道钢管与铸件搭接部位处；第三，设置档位件，用于固定油管钢管相对砂芯芯头或者铸件本体的位置，并将留置在油管钢管外的一段通气件拉直，并置于型芯体之外，以使通气件能够与外界接通。

4)油道钢管的后处理：所述型芯体经过浇注后形成设有钢制油管的铸铁件，为了去除钢制油管内壁上的氧化皮，可以对油道钢管内壁抛丸、抛光处理；之后采用内窥镜检测油道钢管内壁，确保油道钢管内壁无沟槽、鼓包等会造成油管寿命缩短的各类缺陷。

作为本发明的进一步限定，所述油道钢管在型芯装配时通过砂芯芯头上设置的第一半圆形槽的配合部位与铸件其他部位的砂芯和砂型组成为可浇注的型芯体。

更优地，为了增加第一半圆形槽配合部位对油道钢管的定位作用，在所述第一半圆形槽配合部位处增加了所述定位砂芯，所述定位砂芯可以在制芯过程中直接设置在砂芯芯头上，即所述定位砂芯与砂芯芯头为一个整体；也可以是独立的定位砂芯，只在砂芯芯头上设置与所述定位砂芯的外轮廓相匹配的定位砂芯的卡位。所述定位砂芯的内轮廓设置为可与油道钢管端头向匹配的第二半圆形槽，所述第二半圆形槽可容纳油道钢管轴截面的一半结构，也即第二半圆形槽的深度为油道钢管直径的一半。

更优地，所述定位砂芯面向铸件型腔的一端设有直径大于第二半圆形槽直径的扩展半圆形台，所述扩展半圆形台可以容纳更多的金属液，从而提到增加铸件本体与油道钢管直接的连接强度。

更优地，为了增加与油道钢管螺纹段接触的金属液的量，在第一半圆形槽面向铸件型腔的一端设有直径渐大的喇叭状入口，从而增加了包围油道钢管螺纹段的金属液的量，从而避免了由于金属液量少造成的金属液温度降低比型腔其余部分快，造成铸件本体与油道钢管融合不良。

作为本发明的进一步限定，为了保证油道钢管能够很好的与铸件本体融合，在所述油道钢管螺纹段深入铸件型腔的长度不少于130mm，也即油道钢管螺纹段的长度不小于油道钢管与铸件搭接部位铸件本体的壁厚，从而保证油道钢管与铸件本体的通体连接，保证了油道钢管与铸件本体的连接强度，提升了整个铸件的整体抗渗漏的性能。

作为本发明的进一步限定，所述档位件用来卡固所述油道钢管，以防止油道钢管在高温金属液的作用下发生膨胀而在油道钢管长度方向上发生移位，所述档位件由型砂制成，且档位件与第一半圆形槽相互配合，并同时用于油道钢管的固定。

本发明技术方案的有益效果：本发明通过在镶铸的油道钢管与铸件本体搭接的部位设置螺纹段的方式，不仅扩大了金属液与油道钢管接触的单位面积，螺纹段较薄的端面也利于金属液的融合，从而使得铸铁件的金属液能够很好的与油道钢管的表面融合；同时由于增加的喇叭状入口和扩展半圆台，使得进入螺纹段的金属液进一步增加，避免了金属液量少造成的过早冷却引起的融合不良，从而实现了镶铸油道钢管与铸铁件本体的良好融合。

附图说明

图1是油道钢管结构示意图；

图2是带有定位砂芯的砂芯芯头示意图；

图3是独立定位砂芯结构示意图；

图4是油道钢管与砂芯芯头配合的立体图；

图5是油道钢管与砂芯芯头配合俯视图；

图6是油道钢管与砂芯芯头配合主视图；

图中，100-油道钢管；101-螺纹段；102-通气件；200-砂芯芯头；201-第一半圆形槽；202-第二半圆形槽；203-扩展半圆形台；204-喇叭状入口；300-定位砂芯；400-档位件；500-上芯头；600-树脂砂。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明的技术方案，将按照附图实施例进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

本实施例以16v280机架为例，所述16v280机架的油管的内径为90mm、油管的长度为4200mm，油管部分铸件的壁厚为18mm，油管通长方向上油管两端头处的壁厚为65mm。通气管的长度为4500mm。

如图1所示的油道钢管100，所述油道钢管100的内径为90mm、油道钢管100的壁厚为6mm、油道钢管100的长度为4200mm，按照所述油道钢管100与16v280机架本体搭接部位的壁厚65mm，则油道钢管100的螺纹段101的长度为180mm，具体说，所述螺纹段102的长度不小于两倍的搭接部位的壁厚。在所述油道钢管100内穿入外径不大于38mm的通气管102，且所述通气管102的长度大于所述油道钢管100的长度，从而保证所述通气管102可以通向型芯体外与大气连通，以实现将型芯体内的气体的顺畅排出。

如图3所示为独立式的定位砂芯300，所述定位砂芯300整体为半圆形槽结构，所述定位砂芯300外轮廓与砂芯芯头200上设置的第一半圆形槽201相互配合，所述定位砂芯300的内轮廓设置为半径等于油道钢管100直径一半的第二半圆形槽202。为了增加油道钢管100的螺纹段101与砂芯芯头200和定位砂芯300搭接部分的融合能力，需要使与砂芯芯头200和定位砂芯300搭接部位的螺纹段101能被更多的金属液包围，将所述砂芯芯头200面向机架型腔的一端设置为直径渐大的喇叭状入口204，在所述定位砂芯300面向机架型腔的一端设置直径大于第二半圆形槽202直径的扩展半圆形台203，从而实现更多的金属液能进入螺纹段101所在的位置，从而避免金属液量少造成的金属液冷却过快的融合不良发生。

如图3、图4和图5所示的油道钢管100与砂芯芯头200相互配合状态的示意图，其具体配合工艺为：

1)在油道钢管100内壁上均匀喷射锆英涂料；

2)待锆英涂料干燥后，将通气管102穿入油道钢管100中，并将油道钢管100的一端封堵，并将封堵的一端置于低处或者任意地位置的平台上，在油道钢管100的另一端将通气管102固定到所述油道钢管100的中部，所述通气管102的两端长出油道钢管100的两端，以使通气管102与外界连通；

3)从高位上开始向油道钢管100中填入树脂砂600，并不断振动所述油道钢管100，或者采取简单的敲击油道钢管100外壁的方式实现振动的效果，从而实现进入油道钢管100的树脂砂的均匀与紧实，待树脂砂填满后，待油道钢管100内的树脂砂固化后(固化时间大于3小时)，将油道钢管100填砂的高位的端口也封堵，并将填砂后的油道钢管100搬运至备用区；

4)油道钢管装配：将所述定位砂芯300组合在砂芯芯头200上的第一半圆形槽201内；将上述备用的已填砂固化后油道钢管100置入定位砂芯300上的第二半圆形槽202内，且需要确保螺纹段101处于机架型腔内的长度不小于搭接部分的壁厚；将档位件400套接在油道钢管100位于定位砂芯300外的部位上，实现对油道钢管100的卡固，并使通气管102穿出到型芯体外；

5)合箱、浇注与后处理：将上芯头500配合在砂芯芯头200上，从而实现对档位件400的压固，也即实现了档位件400对油道钢管100在轴向上的固定；在浇注过程中，向通气管102中通入压缩空气，以降低油道钢管100的温度，从而避免油道钢管100在高温金属液的作用发生变形造成产品报废，通过在通气管102与油道钢管100之间填入树脂砂，使得压缩空气不直接接触油道钢管100，避免了直接冷却造成油道钢管表面鼓包等问题；浇注后的，对油道钢管100内表面进行抛丸和抛光处理，以去除油道钢管100表面的氧化层，从而提升钢制油管的使用功效和寿命；检验，后处理后再次采用内窥镜对钢制油管的内表面进行检查，以确保油道钢管100的内表面无沟槽、鼓包等缺陷。

作为本实施例的一种改进，在3dp增材制造技术的基础上，所述独立设置的定位砂芯300可以直接与砂芯芯头300打印以一体式的，从而避免了独立式的定位砂芯300需要专门组芯到砂芯芯头300上的组芯工序，也避免了定位砂芯300与砂芯芯头200组芯可能带来的蹭砂或者配合错位等问题，从而提升了镶铸油道钢管的工序效率，降低了工序成本。