专利名称：生产集装箱角件的新工艺方法
技术领域：
本发明涉及一种交通运输技术领域的集装箱角件的生产工艺方法。
集装箱的生产离不开角件，角件是生产集装箱的重要铸件，它的通用性强，我国现行生产的5t、10t、20t集装箱所使用的角件都是统一尺寸。多年来，角件的生产都是采用石蜡熔模铸造而成的，但石蜡熔模铸造存在很多缺点如(一)生产周期长，石蜡熔模的生产工艺一般都要经过配制模料—压模—修模—模组组装—硬化处理—制壳—脱模处理—型壳焙烧—保温浇铸等多道工序，如小批量生产，按常规把以上工序全部完成，则需要2—3天才能完成，若是大批量生产则需很多人平行作业，因而生产效率低。
(二)生产成本高。用石蜡熔模铸造首先要搞易熔合金压模，生产量大则需要多组压模，制造压模必需用贵重金属锡和铋，而锡和铋的市场价格都在万元以上/吨。且它所使用的主要材料石蜡和硬质酸的价格也在四千元/吨以上，制壳用的石英砂的价格也不低于500元/吨，而且不能回收或很难回收，所以石蜡熔模铸造的价格在8—10元/公斤。由于各种主要消耗材料的价格高、复用率低，因此，生产成本高。
(三)生产工序多，工艺复杂、成品率低、石蜡熔模制造的生产工艺比较复杂，从石蜡的配料到蜡模的成型就三、四道工序，尤其是制壳一项就分多道工序，要想保证每道工序都完成得完美无缺是不可能的。因此，它的最大缺点就是成品率低，一般成品率在60—85％左右。
(四)生产环境要求高，产品质量不稳定，石蜡熔模铸造的最大优势就是重量小，难加工，形状复杂的，精度要求高的铸件。而集装箱角件重约12公斤，属中等铸件，且形状简单，表面积大，如果用石蜡熔模铸造保证产品质量，那么，生产车间的温度应严格控制在20℃上下，据我们所知，国内这样的生产厂家还很少因此当温度较高和较低时，尤其是夏季压制的蜡模就会产生变形，有变形则生产的铸件几何尺寸就不合格，石蜡熔模铸造就失去了最大优势，产品质量就很难有保证。
(五)生产用材料的再利用率低，石蜡熔模铸造的主要消耗材料是石蜡、硬脂酸及石英材料，石蜡虽然可以回收，但在硬质酸的作用下，使用后便失去原有性能，使石蜡变脆，变质而无法使用。石英材料是制壳的主要材料，基本上也是一次使用后不能复用，这也是生产成本高的重要因素本发明的目的在于提供一种生产集装箱角件的工艺方法，使生产周期短，生产成本低，生产工艺简单、工序少、成品率高，对生产环境要求不高，产品质量有保证，生产消耗材料的再利用率高。
本发明的目的是这样实现的在集装箱角件的生产上，采用了金属模砂型新工艺代替石蜡熔模制造的生产方法。
具体工艺为原砂处理—金属模制造—造型、芯工艺—烘干—组型及浇铸。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明一、型芯砂的选择，根据角件的表面粗糙度要求比一般砂型铸件要求高，原砂的二氧化硅(sio2)含量必须在97％以上，以确保砂型的耐火度。经试验湖南长沙“坪塘”及“莲花”砂场的砂比较合乎条件，原砂的颗粒度应在70—140目范围内。原砂的颗粒度过大，会影响铸件的表面粗糙度；过小则铸件易产生气孔，砂眼，砂型的强度降低。
二、原砂处理1、原砂进厂后，在使用前应进行干燥处理，使其含水量低于0.5％以下。
2、水玻璃；即用碳酸钠(Na2CO3)与硅砂(sio2)烧成的化学物硅酸钠水溶液。春秋天用模数2.2—2.5；夏天用模数2.0—2.4的，一般浓度Be48°—50°为适宜。
3、陶土；又称膨润土，一般以辽宁黑山产的陶土为最好，其胶质介在90％以上以上三种原村料为基本消耗材料，然后经轮碾式混砂机混制，即先加入原砂，均匀搅拌后加入6—9％水玻璃，8—10分钟芯砂即可混好。如混外型砂，其工艺是先加入原砂，再加入水玻璃6—10％，混碾2—3分钟，再加入陶土1—2％混碾8—10分钟，即可造型三.金属模制造先按图纸所算尺寸加余量做木模，后用硅铝合金熔化后浇砂模，经机加工后，做成角件的金属模，要求表面粗糙度为0.8—3.2，留足收缩量，型、芯定位准确，合型后无间隙。
四、造型、芯工艺将合格的金属模组合好，把混好的砂置于型内，捣实，捣紧，用工具修光，修平，保证砂型表面平整光滑。对于砂芯则要求在砂型造好后，用二氧化碳吹入固化，一般以手感为准。气体吹入时间太长，芯砂较硬，但金属型不好去掉；时间太短则芯砂不固化，操作人中应根据天气情况而变化吹入时间。
见附图附
图1为金属模砂型型芯示意图。
附图2为金属模砂型型壳示意图。
附图3为型芯型壳组型后串浇图附图4为铸钢角件结构中1、型芯模外壳，2、砂型芯，3、右型板，4、上左型板，5、上右型板，6、后型板，7、前型板，8、左型板，9、型壳内腔模具，10、型壳外壳模型，11、燕尾板，12、外壳砂型，13、后模板，14、浇口模板，15、堵板，16、浇口坯。
(一)型芯的模型结构及工作原理如图1所示由于型芯不准许有拔模斜度，角处有圆弧。芯头的要求必须在制作芯板时，达到上列要求，外壳起到把模板固定位置，而造型的目的，操作方法；把型板按规定位置放入外壳内，装砂后捣实，冲二氧化碳气速固，然后把型翻转为口向下，把型芯模外壳1，提起，然后顺序去掉后型板6，左型板8，前型板7，右型板3，上左型板4，上右型板5。即造成了所需要的型芯。
制造要求(1)按图纸几何尺寸增加1.75％的收缩量，设计各部分尺寸。
(2)型板的拔模斜度为0.5度(3)芯头部分，分为两部分，一部分为孔的壁厚，不准有斜度，另一部分为固定芯头斜度可以大些，因而必须用特殊刀具加工。
(4)为了达到耐磨的目的，模具均用合金铝制做(二)型壳的模型结构及工作原理如图2所示；由于砂型壳的后部，即为浇注时的下部，不充许有斜度，故用后模板保证拔模斜度，及型壳的垂直度，型腔后面是标号位置，故用燕尾板达到平行退移的目的，为了串浇，前边加浇口模板。
操作方法(1)把燕尾板11装入型壳内腔模具9上，放入型壳外壳模型10内，再把后模板13，浇口模板14装入型壳外壳模型10内位置。
(2)装砂、捣实后，翻转在托型板上，按住燕尾板11向上提型壳内腔模具9(3)把燕尾板11向前平移后向上拿出，然后提起型壳外壳模型10(4)拿去后模板13，浇口模板14，即得到外壳砂型12。
制作要求(1)按图纸几何尺寸加1.75％，设计内腔尺(2)芯头比型芯芯头设计要留0.3—0.5mm间隙。
(3)砂型壳在设计时，最薄处不得低于30mm。
(4)型壳外壳膜具10内侧不易太光，一般达到12.5为好。型壳内腔模具9要求光滑，一般达到1.6 。为好。
(5)燕尾板4模斜度不得超过0.5度。
(6)为了达到准确尺寸，及耐磨，要求用合金铝制做。
(三)砂型的组装(1)把型芯装入型壳内，靠芯头的支撑留下空间与砂芯和型壳的深度差，做为底面，形成角件的空间型，补芯头缺口(2)把组装的砂型如图3立起来，一个个排紧，一端放浇口坯16、一端放上堵板15，顶紧就可浇注。
(3)浇注后经过清砂，割浇口，得到铸角件如图4所示。
五、烘干为了使造好的砂型芯充分干燥，增加型芯的干强度，加快生产的连续性，就必须进行人工烘干，一般的烘干炉均可，时间1-2个小时，烘干温度为200—250°为最好，保温1个小时，使砂型核心干透，砂型可达要求强度如若温度过低或过高，砂型硬度都将受到影响。
六、组型及浇铸。
组型是将烘干的外砂型和砂芯组合起来，形成一个浇铸空间，所以应特点注意。
1.检查砂型的破损情况，合口的平面度及清理残存在型腔的浮砂。
2、下砂芯时应将合口面磨平，下到位置，摆放正确，检查壁厚情况。
3、多个砂型应摆放在浇铸平台上，形成串浇。型与型之间拼合时应无缝隙，并且两端要压紧，合开面要用水玻璃沙堵严，浇口圈放在一端即可浇注。
4、浇铸时，应使钢水均匀而平稳地流入型腔，不可中断以防钢渣流入型腔中。
实践证明用金属模砂型铸造生产角件的方法有如下优点。
(一)生产周期短。
金属模砂型铸造的生产工艺为原砂处理—制型芯—烘干—组模—浇铸。与石蜡熔模铸造相比工序缩短了近1/2，一般情况下都是当班造型当班就可浇铸成形，生产效率高。
(二)生产成本低。
由于金属模砂型铸造所使用的主要消耗材料原砂为几十元/吨，水玻璃为4元/公斤，且工序简单，生产率高。所以和石蜡熔模相比只有它的成本的1/2左右(三)生产工艺简单、工序少、成本率高金属模砂型铸造的生产工序只有石蜡熔模铸造工序的1/2左、右，操作工人按照配方比例都可以撑握，每一道工序只是熟练问题，而且砂型都经过烘干后浇涛，所以成品率比石蜡熔模铸造成品率高出10—15％左右。
(四)对生产环境要求不高，产品质量有保证。
新改进的金属模砂型铸造技术是在砂铸的基础上，因此它不需要很特殊的环境要求，原有的手工造型场地即可，不受气温变化的影响。尤其是造好的砂型经烘干后不变型，硬度高，使生产的产品在几何形状，尺寸公差等质量上能有保证。
(五)生产消耗材料的再利用率高。
经过浇铸使用过的旧砂，除部分烧焦外其余的型砂可以用水洗，烘干的方法重新使用；如不具备条件可卖给建筑单位使用，其回收率在原价值的30—40％左、右。由于使用后的主要材料利用率高，使得生产成本大大降低。
通过上以对比分析可以看出，金属模砂型铸造在集装箱角件上的使用优势超过了石蜡熔模铸造，质优价低的角件将占领集装箱市场。
权利要求
1.一种生产集装箱角件的新工艺方法，其特征是采用了金属模砂型新工艺制造角件，其具体工艺为原砂处理—金属模制造—造型、芯工艺—烘干—组型及浇铸。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是金属模制造应先按图纸所标尺寸加余量做木模，后用硅铝合金溶化后浇砂模经机加工后，角件金属模的表面粗糙度为0.8—3.2，留足收缩量，型芯定位准确，合型后无间隙。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是；烘干时间1—2小时，烘干温度为200—250℃为最好，保温1个小时
全文摘要
本发明涉及一种生产集装箱角件的新工艺方法，其特征是采用了金属模砂型新工艺代替石蜡熔模制造的生产方法，该工艺包括原砂处理—金属模制造—造型、芯工艺—烘干—组型及浇铸。本发明简化了集装箱角件的生产工艺，提高了成品率，降低了成本。
文档编号B65D90/00GK1124710SQ93114030
公开日1996年6月19日 申请日期1993年11月13日 优先权日1993年11月13日
发明者葛富学, 史宗凯, 张天城, 胡昌平 申请人:鹤壁矿务局专用配件厂