[发明专利]大型箱体类零件覆膜砂壳型铸造工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，尤其涉及大型箱体类零件覆膜砂壳型铸造工艺方法。

背景技术

本项目是利用壳型铸造法铸造原理生产箱体类零件。壳型铸造法是一种利用合成树脂覆膜砂制取模壳和型芯盒，铸造出高品质铸件的工艺方法。经历了半个多世纪的研究与开发，壳型铸造法得到了很大的发展。与普通砂型铸造相比，壳型铸造具有设备投资少，占地面积小，生产方便 ，生产效率高 ，铸造用砂量少 ，生产现场粉尘少、噪声小、对环境的污染小 ，生产的铸件表面质量好，尺寸精度高，材料性能好等特点，其应用前景非常广阔。

随着我国机械制造业的发展，汽车工业和液压件制造业等领域对铸件的表面质量提出了更高的要求。近几年，国内铸造行业造型技术发展较快，汽车工业中已出现了用酚醛树脂热法覆膜砂壳芯取代呋喃树脂砂生产汽缸体中圆棒芯、变速箱体型芯的趋势。但在解决大型箱体类铸件外形面积较大、结构复杂，化学成分要求较高，浇注时要求模壳承受铁水高温时铸件不变型不破损这一难题，一直不理想。本项目就是基于提高大型箱体类铸件在铸造中表面质量的提高而提出。，使在我国铸造行业中用覆膜砂铸造的企业很多，但都只是采用了覆膜砂做内芯。特别是对20公斤以上，外形面积大、结构复杂，化学成分及外观质量要求高的箱体类零件，还很少有企业去使用。原因是：体形大、重量重的铸件在浇注的时候，外壳很容易在1500度左右的高温和铁水的双重压力下变形、损坏、破裂。针对这一课题，本企业经过不断的努力，采用创新的壳型铸造新工艺，成功解决这一难题。

1）、研究适宜成型的覆膜砂原料配比，即石英砂、树脂、树脂粉配比。要求成型时对环境污染小，模壳成型后有一定硬度、韧性、耐热度。

2)、根据箱体类铸件特点，确定适宜的射砂方式、射砂口结构、射砂压力及时间。

3)、确定适宜的芯盒加热温度、时间，以及模壳成型硬化与温度和壳型厚度等因素变化规律。

4)、确定适宜的熔炼方式及浇注的熔炼铁水温度。

5)、确定适宜的浇注方式。

发明内容

本发明的目的是提供一种大型箱体类零件覆膜砂壳型铸造工艺方法， 

一、解决的关键问题及采用的关键技术：

1)、根据大型箱体类铸件结构特点，设计射砂口结构及布局位置。设计射砂口形状：长扁形状，长200-350mm，宽15-25mm。

2)、根据大型箱体类铸件复杂程度及壁厚情况，设计射砂机压力；采用6-7kg压力。

3)、设计浇注系统：采用新型雨淋式浇注系统，根据箱体结构不同，改变浇道分布间距、孔径、倾斜角度等，浇道达到80-90个。

4) 、大型箱体类铸件对化学成分要求高，为保证铸件质量，除对成型模壳和芯盒的要求外，还需对熔炼铁水的温度、化学成分进行监控。

铸件材料：QT450-10, GB/T1348-1988 

抗拉强度 σb (MPa)：≥450  　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥310  　　伸长率 δ (%)：≥10  　　硬度 ：160～210HB

控制要点：

温度：1470⁰C -1500⁰C

化学成份：

C:3.7-3.9  Si:1.4-1.7  Mn:0.3-0.4  P:0.02-0.03  S:0.010-0.013

5）、使用覆膜砂制作铸件内芯和外壳，根据不同结构的铸件，通过改变射砂成型的压力、温度、射砂口结构等，制作出具有足够的强度和韧性的内芯和外壳模。

6）、改变传统的浇注方式，采用创新的雨淋式浇注系统，根据箱体结构特点，浇道由20-40个，增加到80-90个；通过改变浇道分布间距、浇孔孔径、倾斜角度等，使金属液在分成多股细流注入型腔时，减轻对铸型的冲击，保证了同一截面上温度分布均匀，避免局部过热现象；使铁水在短时间内冲满型腔，既保证了浇注速度又减少了铁水对壳心壁的冲击力，同时由于液面的不断搅动，使上浮的夹杂物不容易粘附在型壁或型芯上，浇注系统挡渣效果好。从而保证铸件尺寸的稳定和表面粗糙度，加工时废品率很低。

7）、采用覆膜砂新的造型工艺方法，使用新型顶部雨淋式浇注法浇注，不但省去了挖浇道和冒口，而且主浇道也省去了三分之一，铸件成品率可以达到94%左右，大大降低了生产成本。而用传统的成型方法铸造时，首先需要挖浇道、冒口，铸件成品率只能达到65%左右。