用于地铁机车上的转子压圈的铸造方法
【专利说明】用于地铁机车上的转子压圈的铸造方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明属于铸造领域，具体涉及一种采用铁型覆砂工艺铸造用于地铁机车上的转子压圈的方法。
【背景技术】
[0003]在现有的工业生产中，生产地铁机车上使用的转子压圈铸件，均采用自硬砂造型技术工艺。该工艺在制备的过程中存在以下缺陷:由于自硬砂工艺中铁水冷却慢导致铸件内部产生的缩松、缩孔、裂纹，质量不稳定，铸件冷却速度慢，导致铸件内部组织不致密，球化级别低，通常为3级，材质不稳定，铸件外观粗糙，铸好的铸件上的配重孔还需要机械加工，所铸的铸件加工余量大，浪费材料，且机加工成本高。另外，采用自硬砂造型生产工序复杂，工人劳动强度大，生产效率低，且自硬树脂用量大，原砂用量大，增加了企业的生产成本。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是克服上述不足，提供一种采用铁型覆砂工艺铸造用于地铁机车上的转子压圈的方法，该方法能够消除转子压圈内部缩松、缩孔、裂纹的缺陷，铸出的转子压圈零件精度高、重量轻，可有效降低企业的生产成本。
[0005]本发明的技术方案:一种用于地铁机车上的转子压圈的铸造方法，该铸造方法采用铁型覆砂工艺进行铸造，具体包括以下步骤:
(1)设计一套与地铁机车上使用的转子压圈形状完全一致的模型作为母模；
(2)制作与母模相关联的铁模外型，铁模外型与母模配套时间隙为5?7_;
(3)把步骤(1)制作好的母模固定在射砂机上，加热至230?270°C，并且合上铁模外型，射砂板到位夹紧，然后射砂，固化25秒；
(4)把覆膜砂通过射砂机射砂孔射至预先设计好的铁模外型上，使覆膜砂充满至模型和铁模外型之间的空腔，30秒后起模，自然冷却25?30s后，依次得到上、下覆砂的铁模外型型腔，即经过覆砂的可合箱浇注的型腔；
(5)将以生铁和废钢为主的原材料配比后放入中频熔炼炉内加热，熔炼出炉铁水温度为 1530°C ；
(6)采用冲入法对步骤(5)备好的铁水进行球化处理；
(7)合箱夹紧固定后浇注步骤(6)处理后的铁水，浇注时间为8分钟，浇注温度控制在1330?1430°C，即得到所需的球墨铸铁转子压圈毛坯零件，保温20分钟后开箱取出铸件。
[0006]进一步地，所述生铁与废钢的比例为:生铁88%，废钢12%。
[0007]进一步地，步骤(5 )所述的球化处理是在在球化包里加入球化剂0.9%，硅铁7%，采用冲入法将铁水倒入球化包而得到的铁水。
[0008]进一步地，步骤(7)所述的球墨铸铁转子压圈毛坯零件的各组分及含量的百分比为:C:3.75-3.88%，S1: 1.95-2.2%，S 彡 0.02%，Ρ:彡 0.035% ; Μη:彡 0.015%，其余为
Fe0
[0009]进一步地，步骤(1)所述的母模包括设计制作地铁机车上使用的转子压圈工装模具、浇注系统、加热型板和底座。
[0010]进一步地，所述铁模外型与母模相关联，铁模外型与母模配套时间隙为5?7_。
[0011]进一步地，所述射砂机的型号为IFSI260卡斯丁覆砂造型机。
[0012]本发明与现有技术相比具有以下有益效果:
1、本发明方法消除了转子压圈内部缩松、缩孔、裂纹等缺陷，铸出的转子压圈零件质量稳定，内部组织致密，球化级别1?2级，石墨大小6?8级，铸件粗糙度可达到Ra25 μπι ;
2、转子压圈上的配重孔与转子压圈一次铸成，减轻铸件重量15%，无需再进行钻孔加工，降低了铸件因机加工不合格而造成的报废率，铸件加工余量可降到2.5_，这样节约了材料，降低了机加工成本；
3、生产工艺稳定，步骤简单易实行，可有效降低工人劳动强度，提高生产效率，采用该方法生产成本可降低30%。
[0013]4、同样工作人员，采用铁型覆砂的生产效率是自硬砂造型的6倍，且铸件所用树脂砂量少，而且可回收，有效降低了铸造成本，从而提高了企业的经济效益，该铸造方法市场前景广阔，适合绝大多数铸造企业。
【附图说明】
[0014]图1是本发明实施例中铁型的俯视图；
图2是本发明实施例中上型板的俯视图；
图3是本发明实施例中下型板的俯视图；
图4是本发明实施例中转子压圈模型的俯视图；
图5是图4沿Α-Α剖面线的剖视图。
[0015]图中:1-转子压圈模型，2-转子压圈上模，3-转子压圈下模，4-上型板，5-下型板，6-铁模外型，7-砂箱，8-浇注孔，9-芯柱。
【具体实施方式】
[0016]下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步的说明。
[0017]实施例1
一种用于地铁机车上的转子压圈的铸造方法，该铸造方法采用铁型覆砂工艺进行铸造，具体包括以下步骤:(1)设计一套与地铁机车上使用的转子压圈形状完全一致的模型作为母模，所述母模即为转子压圈模型1，如图4、图5所示，所述转子压圈模型1的中心开有安装孔，其一个端面为平面，另一端面带有一个凸台，在转子压圈上呈环形开有两圈通气孔，共84个；所述转子压圈模型1分为转子压圈上模2和转子压圈下模3。如图2所示，所述上型板4上设有转子压圈上模1，所述转子压圈上模2上开设有转子压圈端面及安装孔的型腔。如图3所示，所述下型板5上设有转子压圈下模3，所述转子压圈下模3上开设有转子压圈带有凸台端面及安装孔的型腔。还包括设计制作地铁机车上使用的转子压圈工装模具、浇注系统、加热型板和底座。(2)制作与母模相关联的铁模外型6，如图1所示，铁模外型与母模配套时间隙为7mm。(3)把制作好的母模固定在射砂机上，加热至270°C，并且合上铁模外型，射砂板到位夹紧，然后射砂，固化25秒。(4)把覆膜砂通过射砂机射砂孔射至预先设计好的铁模外型上，使覆膜砂充满至模型和铁模外型之间的空腔，30秒后起模，自然冷却30s后，依次得到上、下覆砂的铁模外型型腔，即经过覆砂的可合箱浇注的型腔，所述下型板5设在砂箱7内，砂厢7上设有浇注孔8，所述浇注孔8连通转子压圈型腔。(5)将生铁88%，废钢12%放入中频熔炼炉内加热，熔炼出炉铁水温度为1530°C。(6)在球化包里加入球化剂0.9%，硅铁7%，采用冲入法将铁水倒入球化包进行球化处理。(7)合箱夹紧固定后浇注处理后的铁水，浇注时间为8分钟，浇注温度控制在1430°C，即得到C3.88%，S1:2.2%，S0.02%，P0.035%，Mn0.015%，其余为Fe的球墨铸铁转子压圈毛坯零件，保温20分钟后开箱取出铸件。
[0018]铸造的球墨铸铁转子压圈零件经清理打磨后，各项性能指标均能满足图纸要求，无需热处理及钻孔等加工处理，经检测，铸件的球化级别为2级，石墨大小8级，硬度HB=213，抗拉强度6b=558MPa，延伸率δ =18.5%，_20°C低温冲击值AK=17 J/m2，铸件粗糙度可达到Ra25 μ m。
[0019]实施例2
一种用于地铁机车上的转子压圈的铸造方法，该铸造方法采用铁型覆砂工艺进行铸造，具体包括以下步骤:(1)设计一套与地铁机车上使用的转子压圈形状完全一致的模型作为母模，所述母模即为转子压圈模型1，如图4、图5所示，所述转子压圈模型1的中心开有安装孔，其一个端面为平面，另一端面带有一个凸台，在转子压圈上呈环形开有两圈通气孔，共84个；所述转子压圈模型1分为转子压圈上模2和转子压圈下模3。如图2所示，所述上型板4上设有转子压圈上模1，所述转子压圈上模2上开设有转子压圈端面及安装孔的型腔。如图3所示，所