[发明专利]采用消失模铸造铁路机车摇枕与侧架的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种铸造工艺，尤其涉及一种采用消失模铸造铁路机车摇枕与侧架的工艺。

背景技术

摇枕及侧架是铁路机车关键零部件，不但涉及转向架的性能，而且关系到铁路运输的安全。因此，摇枕及侧架的制造技术和产品质量一直受到各国铁路主管部门以及制造和运营商的高度重视。近来铁路货车重载提速运输的快速发展，对摇枕及侧架的质量和制造技术提出了更高、更严的要求。为了适应铁路运输发展的需要，进一步提高转向架的可靠性，必须进一步提升摇枕及侧架的制造技术水平和质量，确保摇枕及侧架的安全可靠性。

上世纪五十年代，我国机车车辆制造行业采用水玻璃砂工艺生产摇枕及侧架，该工艺简便易行、价格低廉、污染程度低。后来利用水爆清砂工艺，解决了水玻璃砂清砂困难的难题，并形成了完整的水玻璃砂生产工艺和装备体系。但实践表明，铸件在铸态和激冷条件下会产生毛细裂纹。九十年代中后期开始，采用了树脂自硬砂等工艺，并实施了铸件干法落砂清砂工艺，使我国铁路货车摇枕及侧架制造技术水平有了显著的提高。最近，采用V法造型生产铁路机车摇枕及侧架，使摇枕及侧架表面光洁度和尺寸精度进一步提高，大大减少了铸件的加工余量，铸件密实度优良，优于普通砂型铸造生产的铸件，但浇注过程中容易塌箱导致铸件不完整，铸件表面出现规律性不强的弥散气孔缺陷，铸件表面夹渣缺陷，常常伴随气孔同时产生，此外，铸件表面的粘砂缺陷较为严重，后期清理困难。

1958年，H.F.shroyer发明了用可发性泡沫塑料模样制造金属铸件的专利技术并取得了美国专利(专利号USP2830343)。将与铸件尺寸形状相似的泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件。1980年该专利无效，由此消失模铸造技术在全世界范围内得到了迅速的发展。消失模铸造具有铸件精度高、铸件结构设计灵活、无传统铸造中的砂芯、清洁生产、降低投资和生产成本等优势。

本专利利用改进的消失模铸造工艺生产与制造摇枕及侧架，主要为了解决当前摇枕及侧架生产中的几个问题：进一步提高摇枕、侧架的形位尺寸精度和内外表面质量，保证和改善转向架的性能；精确控构预测和控制宏观组织、微观组织、强化相的形态和分布、成分和组织的均匀性等等，大幅提高摇枕、侧架的理化性能；淘汰能耗大、污染大、效率低、效益低的传统工艺，发展环境友好、效益好的制造工艺技术和装备。

发明内容

本发明提出一种采用消失模铸造铁路机车摇枕与侧架的工艺，它能够有效地克服现有技术中的不足，其工艺过程简单，易于实施，精度容易控制，有效避免了普通消失模铸造过程很容易产生的表面增碳，气孔等缺陷，使铸件的晶粒粗大缩松现象能得到有效的控制，具有很好的实用性。

本发明的技术方案是这样实现的：一种采用消失模铸造铁路机车摇枕与侧架的工艺，具体步骤包括：制作泡塑模型、振动造型、真空浇注和冷却清理，振动造型后从浇冒口点燃泡塑模型，等泡塑模型烧烬后进行真空浇注，浇注前启动振动台，使砂箱在浇注过程中持续振动。

作为优选，泡塑模型的燃烧在负压下进行，并输氧助燃，其负压度为-0.04～-0.05MPa。

作为优选，浇注时振动台为上下方向一维振动，其振幅≤1.0mm，频率为150～200Hz。

作为优选，所述泡塑模型采用聚苯乙烯(EPS)泡沫塑料制成，首先通过发泡机把聚苯乙烯颗粒发泡变大，再静置熟化24h，放入成型机上的模具中，通蒸汽将其膨胀融解成型，形成铸件模样的白模，通冷水进行冷却降温，将白模送入烘干室烘干，然后进行白模组装和粘结浇冒口，在组装好的白模表面浸刷涂料，送入烘干室进行烘干后待用。

作为优选，在白模表面浸刷涂料分两次进行，第一次浸刷后将白模进行烘干，然后进行第二次浸刷涂料。

作为优选，发泡温度为80～100℃，熟化温度为20～25℃，烘干温度为50～60℃。

作为优选，振动造型具体步骤为：先将空砂箱送入振动造型工部，向空砂箱中置入一定量的型砂，再把泡塑模型放入砂箱中并使其稳固，然后再按工艺要求分层填加型砂，振实30～60秒，增加型砂的堆积密度并使型砂充满泡塑模型的各个部位后，刮平箱口；用塑料薄膜覆盖砂箱口，接真空泵，将砂箱内抽成一定真空。