空心型模鑄造方法技術(shù)

空心型模鑄造方法，在實型鑄造中，通過改型減量、排氣減壓和合理地設(shè)置澆注系統(tǒng)，任意選取一種以上的措施來減少實型鑄造中的碳的產(chǎn)生，改善碳的排出，來達(dá)到減少實型鑄造中殘余碳和碳鋼鑄件產(chǎn)生增碳現(xiàn)象的問題。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及到一種實型鑄造方法，屬于氣化模鑄造或稱消失模鑄造，尤其是指一種利用可燃材料(模料)制作模樣，通過涂料涂覆制作保護(hù)性的涂層(型殼)，進(jìn)行鑄造生產(chǎn)的方法，也可以應(yīng)用于熔模鑄造方法中。
技術(shù)介紹
熔模鑄造和實型鑄造都是鑄造生產(chǎn)領(lǐng)域的特種鑄造工藝，它們是利用可溶、可熔、可燃材料(模料)制作模樣，通過涂料涂覆制作保護(hù)性的涂層(型殼)，進(jìn)行鑄造生產(chǎn)。熔模鑄造和實型鑄造因采用了一次性模樣，不必從鑄型中取模，取消了拔模斜度，沒有分型面；采用涂料技術(shù)，提高了鑄件的精度和改善了表面粗糙度；采用熔焊、粘合組裝模樣工藝方法，靈活方便，便于實現(xiàn)復(fù)雜零件的制造，滿足零件最大自由度設(shè)計。同時，生產(chǎn)組織形式多樣，可進(jìn)行單件、小批、大量生產(chǎn)。今天，熔模鑄造和實型鑄造都得了長足的發(fā)展。其中，實型鑄造，即氣化模鑄造或稱消失模鑄造主要應(yīng)用于單件大型鑄件的生產(chǎn)。我國從20世紀(jì)60年代中期，由機(jī)械研究院和上海機(jī)械制造工藝研究所開始了對實型鑄造的研究及生產(chǎn)試驗。早期主要是應(yīng)用泡沫塑料板型材，加工成模樣進(jìn)行實型鑄造的生產(chǎn)?！惰T造》1972年第5期介紹了上海重型機(jī)器廠設(shè)計圓形薄片銑刀、葉片式銑刀，實現(xiàn)對泡沫塑料的低速加工。《鑄造》1973年第1期報道了成都空壓機(jī)廠、齊齊哈爾二機(jī)床廠采用實型鑄造生產(chǎn)汽車空壓機(jī)、409汽車發(fā)動機(jī)塑料模及芯盒。1974年第3期《鑄造》刊登了蘇州鋼鐵廠采用實型鑄造生產(chǎn)12m2密封座的文章鑄件的內(nèi)外圓角用刨削和銑削加工，加強(qiáng)筋用可燃性“油灰”制作，自硬砂造型，置內(nèi)出氣冒口，導(dǎo)出泡沫塑料氣化裂解的煙氣，并采用煙囪收集，粘結(jié)劑采用快干性好的石蠟-松香熱溶膠?！惰T造》1975年第2期刊登的上海機(jī)械學(xué)院《錨鏈磁型鑄造工藝試驗》文章該試驗采用1-1.5mm的鐵丸作原砂，磁場電源采用可控硅半波整流；模樣通過蒸鍋發(fā)泡成型，用CMC改性2127樹脂粘結(jié)劑、石油磺酸作固化劑的涂料，生產(chǎn)Φ46mm的錨鏈套環(huán)。此外，上海機(jī)械學(xué)院還進(jìn)行了采用超薄殼涂層磁型鑄造工藝生產(chǎn)大型鎢鋼鉆頭的實驗?！惰T造》1985年第4期刊文《負(fù)壓實型鑄造工藝及設(shè)備》，介紹長春光學(xué)機(jī)械研究所設(shè)計的負(fù)壓實型簡易生產(chǎn)線模樣采用板材泡沫塑料加工，乳白膠粘合；涂料用石英粉、糊精和乳白膠配制，干砂負(fù)壓振動緊實造型；生產(chǎn)灰鑄鐵HT200爐口座、支座及耐熱鋼，ZGCr9Si2化鋁坩堝。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，我國掀起了實型鑄造研究和應(yīng)用的熱潮，對實型鑄造的模樣材料、成型工藝、涂料技術(shù)、工裝設(shè)備等各個環(huán)節(jié)進(jìn)行了大量的研究，取得了一定的成就。實型鑄造工藝方法在我國獲得了較廣泛的應(yīng)用。但實型鑄造的模樣材料在高溫分解時產(chǎn)生的殘余碳，殘余碳很容易造成模樣熱解形成富集碳，給鑄鐵件帶來碳缺陷，也會使低碳鋼鑄件產(chǎn)生增碳現(xiàn)象。尤其是在實型鑄造生產(chǎn)低碳鋼鑄件時固鑄型內(nèi)部的聚苯工烯泡沫，被進(jìn)入到型腔內(nèi)部的高溫鋼水汽化后，產(chǎn)生大量含有碳?xì)浠衔锏臍怏w，而鑄型表面又完全被涂料層密封。這樣滯留于型腔內(nèi)部的碳?xì)浠衔餁怏w里面的碳原子，就被型腔內(nèi)部的高溫鋼水吸收，而造成鑄件本體增碳嚴(yán)重，使鑄件的質(zhì)量下降，甚至達(dá)不到所希望的要求。很有必要加以改進(jìn)。在專利文獻(xiàn)中尚未發(fā)現(xiàn)有關(guān)技術(shù)報道。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于針對現(xiàn)有實型鑄造方法的不足，提出一種能有效解決模樣材料在高溫分解時產(chǎn)生的殘余碳，給鑄鐵件帶來碳缺陷的實型鑄造方法，該方法不僅能解決模樣材料在高溫分解時產(chǎn)生的殘余碳，給鑄鐵件帶來碳缺陷的問題，還能使低碳鋼鑄件產(chǎn)生增碳現(xiàn)象得到有效解決。經(jīng)過實驗分析可以得知，實型鑄造過程中，在液態(tài)合金的熱作用下，模樣材料將發(fā)生軟化、熔化、汽化、裂解、燃燒，形成一系列的液相、固相和氣相熱解產(chǎn)物。熱解產(chǎn)物的組成以及在型腔中的發(fā)氣量與熱解溫度有關(guān)，熱解產(chǎn)物對鑄件的質(zhì)量產(chǎn)生重要的影響，模樣材料是實型鑄造的一個關(guān)鍵因素。模樣材料應(yīng)具有密度小，熱解產(chǎn)物少，減少煙氣和排出物；一定的強(qiáng)度，抵抗外力的作用，保證鑄件的精度；低的導(dǎo)熱性，減少過快分解引起鑄型塌陷。除此之外，模樣的形狀和布置的方式也極為重要，現(xiàn)有的的實型鑄造的模樣材料多采用實心的可燃材料制作的，如果將實心的模樣材料改為空心的模樣，這無疑將大大減少模樣材料軟化、熔化、汽化、裂解、燃燒時所形成的熱解產(chǎn)物，從而減少殘余碳的形成，也可以降低碳鋼鑄件產(chǎn)生增碳現(xiàn)象。而且如果合理設(shè)置設(shè)置澆注系統(tǒng)和減壓排氣系統(tǒng)便可以有效解決實型鑄造中模樣材料軟化、熔化、汽化、裂解、燃燒時所形成的熱解產(chǎn)物，產(chǎn)生殘余碳和碳鋼鑄件產(chǎn)生增碳現(xiàn)象的問題。因此，根據(jù)本專利技術(shù)的目的所提出的技術(shù)實施方案是在實型鑄造中，通過改型減量、排氣減壓和合理地設(shè)置澆注系統(tǒng)，任意選取一種以上的措施來減少實型鑄造中的碳的產(chǎn)生，改善碳的排出，來達(dá)到減少實型鑄造中殘余碳和碳鋼鑄件產(chǎn)生增碳現(xiàn)象的問題。其中所述的改型減量是1、鑄型減量在充分考慮好鑄件的形狀，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度后，盡可能地減少鑄件鑄型對聚苯乙烯泡沫或其他泡沫材料的用量，所謂改型減量就是根據(jù)鑄件的形狀大小、壁厚、質(zhì)量要求，排氣通道的布置，排氣效果，操作是否方便，單位成本等因素來決定泡沫鑄型結(jié)構(gòu)的變化。在鑄型泡沫零件實體中增加部分孔洞。由于這些孔洞的存在，也就相應(yīng)地減少了型腔內(nèi)部這個局部的泡沫占有總量。孔洞的形式可以采取構(gòu)架狀、柵欄狀、蜂窩狀等等其它形式來減少泡沫鑄型的泡沫總量。2、置口減量把原來實型鑄造作為鑄件補(bǔ)縮置口的材料改為鐵皮或其它材料的空心置口，這樣置口的空間既可以適量囤積來自鑄型內(nèi)部的氣體，又可以來材料的改變而減少整個鑄型這個局部的泡沫占有量，來減少鑄型內(nèi)部泡沫的發(fā)氣量。通過改進(jìn)泡沫鑄型的結(jié)構(gòu)來減少型腔局聚苯乙烯泡沫的占有總量，以彌補(bǔ)原材料的缺陷，以達(dá)到減少型腔內(nèi)發(fā)氣量的阻地，因型腔內(nèi)部產(chǎn)生碳?xì)浠衔锏奈镔|(zhì)來源是聚苯乙烯泡沫。減少了型腔內(nèi)部的泡沫總量，對型腔這個局部來講，就是降低了泡沫的發(fā)氣量，發(fā)氣量的減少，碳?xì)浠衔餁怏w的濃度就會降低，型腔內(nèi)的鋼液增碳機(jī)會，也就相應(yīng)的減少，這一點已經(jīng)得到了肯定的印證。由于經(jīng)過鑄型減量的泡沫鑄型與實體泡沫鑄型，它們之間的體積與重量發(fā)生變化，那么這個量差也就會成為鑄型工藝設(shè)計控制的一個最可靠簡單的工藝參考數(shù)據(jù)。不過通過改型減量的泡沫鑄型都需要用塑料薄膜進(jìn)行粘法密封處理，才能構(gòu)成一個完整所需的零件鑄型來，而有還要考慮鑄型的抗擠壓力。其中所述的排氣減壓是1、利用置口排氣因為絕大部鑄鋼件都需要利置口對鑄件進(jìn)行補(bǔ)縮，我們把實體泡沫置口改為其它材料做成的空心置口，這樣就可以讓鑄型內(nèi)在澆注的過程中氣體泡沫產(chǎn)生的煙氣順著鑄型內(nèi)設(shè)置好的排氣通道進(jìn)入置口，讓置口的空間適量囤積煙氣，并在置口表面布置好出氣孔，利用真空泵對填埋箱內(nèi)施加的負(fù)壓力，把囤積在置口內(nèi)的煙氣，順著置口的通氣孔吸出置口之來減少型腔內(nèi)部碳?xì)浠衔餁怏w的存量，從而達(dá)到防止鑄件本體增碳的目的。2、涂料層表面直接排氣對于沒有置口的小型鑄鋼件，就直接利用鑄型內(nèi)設(shè)置的排氣通道上進(jìn)行排氣，泡沫型在上完最后一層涂料或機(jī)組型時在鑄型排氣孔的上方直接插一定數(shù)量的出氣眼，就像砂型鑄造插氣眼一樣來進(jìn)行排氣。因任何鑄件澆注時都有一個充型時間，這個充型過程也就為型腔內(nèi)的煙氣吸出提供了一定的時間保證。3、利用排氣進(jìn)行型腔內(nèi)部減壓鑄型通過改型減量，排氣，也就降低了型腔內(nèi)部因泡沫汽化產(chǎn)業(yè)的氣壓力，同時碳?xì)浠衔餁怏w向型腔外的移動也就為高溫鋼液產(chǎn)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
空心型模鑄造方法，其特征在于：在實型鑄造中，通過改型減量、排氣減壓和合理地設(shè)置澆注系統(tǒng)，任意選取一種以上的措施來減少實型鑄造中的碳的產(chǎn)生，改善碳的排出，來達(dá)到減少實型鑄造中殘余碳和碳鋼鑄件產(chǎn)生增碳。

【技術(shù)特征摘要】
1.空心型模鑄造方法，其特征在于在實型鑄造中，通過改型減量、排氣減壓和合理地設(shè)置澆注系統(tǒng)，任意選取一種以上的措施來減少實型鑄造中的碳的產(chǎn)生，改善碳的排出，來達(dá)到減少實型鑄造中殘余碳和碳鋼鑄件產(chǎn)生增碳。2.如權(quán)利要求1所述的空心型模鑄造方法，其特征在于所述的改型減量是(1)鑄型減量在充分考慮好鑄件的形狀，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度后，盡可能地減少鑄件鑄型對聚苯乙烯泡沫或其他泡沫材料的用量，即根據(jù)鑄件的形狀大小、壁厚、質(zhì)量要求，排氣通道的布置，排氣效果，操作是否方便，單位成本等因素來決定泡沫鑄型結(jié)構(gòu)的變化，在鑄型泡沫零件實體中增加部分孔洞。(2)置口減量把原來實型鑄造作為鑄件補(bǔ)縮置口的材料改為空心置口。3.如權(quán)利要求1或2所述的空心型模鑄造方法，其特征在于所述的孔洞的形式可以采取構(gòu)架狀或柵欄狀或蜂窩狀形式的。4.如權(quán)利要求1或2所述的空心型模鑄造方法，其特征在于所述的空心置口是鐵皮或其它材料的。5.如權(quán)利要求1所述的空心型模鑄造方法，其特征在于所述的排氣減壓是(1)利用置口排氣將實體泡沫...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：蔣斌沅，
申請(專利權(quán))人：蔣斌沅，
類型：發(fā)明
國別省市：43[中國|湖南]