一種復(fù)合鑄造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種復(fù)合鑄造方法，包括造型、合箱方法，所述造型方法包括根據(jù)需要和工藝要求制造各種型芯，還包括利用自硬砂制造與鑄件的外形相應(yīng)的設(shè)置有通氣孔、澆道、冒口的上模殼體和下模殼體，造型完成后將型芯組裝到上模殼體、下模殼體中，并將上模殼體、下模殼體扣合為一體形成內(nèi)部構(gòu)造與鑄件構(gòu)造相應(yīng)的砂型；所述合箱是將組裝好的砂型用顆粒足夠大的石子埋入砂箱中。本發(fā)明克服了現(xiàn)有鑄造方法中存在的缺點(diǎn)，具有自硬砂的使用量少，模型的透氣性高，鑄件的成品率高，鑄造生產(chǎn)效率高，鑄造原料可以循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn)，也改善了鑄造車間作業(yè)環(huán)境。
【專利說明】一種復(fù)合鑄造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬材料鑄造領(lǐng)域，尤其是一種精密的鑄造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有常用的鑄造方法有砂型鑄造、金屬型鑄造、消失模鑄造、壓力鑄造和離心鑄造等方法。
[0003]消失模鑄造是將與鑄件尺寸形狀相似的泡沫模具表面刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振動(dòng)造型，在負(fù)壓下澆注，使泡沫模具氣化，液體金屬占據(jù)泡沫模具位置，凝固冷卻后形成鑄件的新型鑄造方法。消失模鑄造存在以下缺點(diǎn):由于泡沫模具的強(qiáng)度低，對(duì)溫度的敏感性大，在造型過程中由于外力作用及振動(dòng)和抽真空的影響，泡沫模具容易變形，最終導(dǎo)致鑄件變形；泡沫模具上涂料涂覆不均勻，或者在埋箱造型時(shí)形成填砂盲區(qū)，盲區(qū)處型砂的緊實(shí)度較低，涂料層易遭到破壞，在澆鑄時(shí)會(huì)出現(xiàn)粘砂、夾砂等鑄造缺陷；鐵液澆入砂箱后，泡沫模具在鐵水高溫下碳化、燃燒、氣化，經(jīng)振動(dòng)緊實(shí)的砂箱透氣性不好，使得氣化后的氣體排除不干凈，會(huì)導(dǎo)致鑄件中的氣孔多，且泡沫分解產(chǎn)生的氣體不環(huán)保；泡沫模具在高溫下產(chǎn)生的游離碳會(huì)富集在鑄件內(nèi)部或鑄件表面上形成積碳，使鑄件中的含碳量升高，產(chǎn)生增碳現(xiàn)象，使鑄件的機(jī)械性能下降而報(bào)廢。
[0004]金屬型鑄造是采用耐熱合金鋼制作鑄模，將液體金屬澆入金屬鑄模，以獲得鑄件的一種鑄造方法。金屬型鑄造存在以下缺點(diǎn):原料為耐熱合金鋼，價(jià)格昂貴，使得鑄造成本高；金屬鑄模不透氣，而且無退讓性，易造成鑄件澆不足、開裂或鑄鐵件白口等缺陷；金屬鑄模加工復(fù)雜，鑄造條件苛刻，使得鑄造工藝復(fù)雜。
[0005]型砂鑄造是傳統(tǒng)的鑄造工藝，目前我國(guó)的鑄造行業(yè)仍在大量使用砂型鑄造。砂型鑄造是以型砂和芯砂為造型材料制成鑄模，液態(tài)金屬在重力下充填鑄模來生產(chǎn)鑄件的鑄造方法。砂型鑄造存在的缺點(diǎn)有:鑄造時(shí)使用大量的型砂和芯砂，型芯是由石英砂、粉煤灰、膨潤(rùn)土、樹脂粘結(jié)劑等混合而成，需要人工造型，使得勞動(dòng)強(qiáng)度大，占用人力多，且環(huán)境污染嚴(yán)重，車間環(huán)境非常差；每只砂質(zhì)鑄型只能使用一次，使得生產(chǎn)效率低；所得鑄件尺寸精細(xì)度差，容易出現(xiàn)錯(cuò)箱、砂眼、表面粗糙等，進(jìn)而影響鑄件質(zhì)量；鑄模透氣性差，鑄件易產(chǎn)生氣孔及澆注不均勻，成品率低。
[0006]鑄造行業(yè)中一直努力解決如下問題:(I)減少鑄型砂的使用量，實(shí)現(xiàn)鑄模原料循環(huán)利用，從而改善車間環(huán)境，減少污染，降低鑄造過程勞動(dòng)強(qiáng)度；(2)提高鑄模的透氣性，解決鑄件中有氣孔，燒注不足等問題；(3)提聞鑄I旲的精細(xì)度，避免廣生填砂盲區(qū)等；(4)提高鑄件成品率，規(guī)范鑄造工藝流程，避免人為操作對(duì)鑄件質(zhì)量的影響；(5)提高鑄造生產(chǎn)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的需要解決的技術(shù)問題是提供一種復(fù)合鑄造方法，克服現(xiàn)有鑄造方法中存在的缺點(diǎn)，提高鑄件質(zhì)量和成品率，實(shí)現(xiàn)鑄模原料循環(huán)利用，改善鑄造車間作業(yè)環(huán)境，提高生產(chǎn)效率。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:
[0009]一種復(fù)合鑄造方法，包括造型、合箱方法，所述造型方法包括根據(jù)需要和工藝要求制造各種型芯，還包括利用自硬砂制造與鑄件的外形相應(yīng)的設(shè)置有通氣孔、澆道、冒口的上模殼體和下模殼體，造型完成后將型芯組裝到上模殼體、下模殼體中，并將上模殼體、下模殼體扣合為一體形成內(nèi)部構(gòu)造與鑄件構(gòu)造相應(yīng)的砂型；所述合箱是將組裝好的砂型用顆粒足夠大的石子埋入砂箱中；
[0010]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述上模殼體和下模殼體是利用相應(yīng)的模具將自硬砂經(jīng)過加壓成型；
[0011]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述自硬砂是混配有鑄造粘結(jié)劑的鑄造用石英砂；
[0012]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述上模殼體和下模殼體的外表面形狀隨鑄件的外表形狀加厚而成，上模殼體和下模殼體的厚度不小于5_ ；
[0013]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述合箱的具體操作是將砂箱放在平臺(tái)上并在砂箱底部放入石子以填充砂箱底部，然后將砂型放到砂箱中底部石子的上面，組裝好澆冒系統(tǒng)及澆口杯，再向砂箱中填滿石子并振實(shí)；
[0014]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:石子的材質(zhì)為石灰石；
[0015]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:石子的粒度大于通氣孔的孔徑；
[0016]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述石子的粒度為5?8mm。
[0017]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明所取得的技術(shù)進(jìn)步在于:
[0018]采用本發(fā)明的方法，可以減少自硬砂(即型砂)的使用量。傳統(tǒng)砂型鑄造或消失模鑄造過程中需要使用大量鑄型砂來制作鑄模，以保證鑄模的尺寸穩(wěn)定性，通常模型厚度約為200mm，即型腔外面的型砂的厚度不小于200mm ;本發(fā)明依照鑄件具體形狀，將鑄模分為上模殼體、下模殼體和型芯三部分，并可以象制造型芯一樣使用金屬模具通過機(jī)械加壓制作上模殼體、下模殼體，上模殼體、下模殼體的壁厚為5mm以上時(shí)即可保證上下模殼體的足夠強(qiáng)度和較好的尺寸穩(wěn)定性，當(dāng)上模殼體、下模殼體的壁厚為IOmm?50mm時(shí),效果最好，采用此種方法可以極大減少了型砂的使用量，從而減少樹脂等粘結(jié)劑的使用量。并且，如此厚度的型砂在澆注鋼水時(shí)，由于距離鋼水較近，型砂的整體溫度會(huì)很高，在鐵水高溫作用下，樹脂等粘結(jié)劑會(huì)完全燃燒氣化分解，避免因不完全分解而散出有害氣體。因此可以改善鑄造車間環(huán)境，減少了粉塵、煙塵污染。
[0019]本發(fā)明可以提高模型的透氣性，在砂箱中用石子代替原有砂型鑄造的型砂，對(duì)模壓成型的砂型進(jìn)行壓模處理，由于石子的粒徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于型砂，壓實(shí)后石子間存在很大的間隙，并且上、下模殼體的厚度較薄，通氣孔較短，從上模殼體、下模殼體壁上設(shè)置的通氣孔排出氣體，可以順利的排到砂箱的外面，這些措施能顯著改善砂箱的透氣性，在鑄造過程中能使砂型內(nèi)腔中的氣體和熱量的散失速率加快。
[0020]本發(fā)明可以提高鑄件的成品率，傳統(tǒng)砂型鑄造或消失模鑄造過程中，通常需要經(jīng)過埋砂造型、起模等步驟，制作工藝復(fù)雜，所得模具也會(huì)出現(xiàn)瑕疵，進(jìn)而影響鑄件成品率，本發(fā)明采用沖壓模具制作砂型上模、砂型下模和砂型芯模，所得鑄模組件標(biāo)準(zhǔn)，組裝方便，可減少人為因素對(duì)鑄件質(zhì)量的影響。
[0021]本發(fā)明可以提高鑄造生產(chǎn)效率，本發(fā)明可以通過機(jī)械加工形式采用模具壓制上模殼體、下模殼體和型芯，可以批量專業(yè)生產(chǎn)上模殼體、下模殼體和型芯，然后組裝成砂型，在澆注鐵水前將組裝好的砂型埋于石子中即可，可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的用模型進(jìn)行埋砂造型的工作，使此工序不再有過高的技術(shù)含量，可以大大縮短造型時(shí)間，造型現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)效率可以提高200%以上。并且，由于石子顆粒較大，其不會(huì)產(chǎn)生塵土，也避免了原來型砂中的煤粉飛揚(yáng)的污染情況。采用本發(fā)明的技術(shù)方案后，鑄造車間可以向其它冷加工車間一樣，干凈整潔。
[0022]本發(fā)明的鑄造原料可以循環(huán)利用，拆模后將石英砂和石子分離，石英砂和石子均可循環(huán)利用。本發(fā)明的石子采用石灰石顆粒，即使在澆注過程中，鐵水會(huì)將石子粘接成塊，也可以繼續(xù)將被鐵水粘連的石灰石石子用于煉鐵過程中做造渣劑使用，可將被鐵水粘連的石灰石填入煉鐵爐，實(shí)現(xiàn)對(duì)溢出鐵水和石子同時(shí)回收利用。
[0023]本發(fā)明的石子的粒度應(yīng)大于上模殼體、下模殼體上的通氣孔的孔徑，以防止石子進(jìn)入型腔中，造成鑄件夾砂的缺陷。但石子的粒度最好在5?8mm為宜,直徑在5?8mm顆粒不但透氣好，而且在砂箱中的填充量較大，能夠?qū)⑸靶蛪簩?shí)。
[0024]由以上可知，本發(fā)明能夠解決現(xiàn)有鑄造方法中存在的諸多問題，特別是在改善鑄件質(zhì)量，提高鑄件成品率，改善鑄造環(huán)境及實(shí)現(xiàn)原料循環(huán)利用等方面都具有顯著的進(jìn)步。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明合箱后的砂箱示意圖。
[0026]其中:1、型芯,2、上模殼體,3、下模殼體,4、石子,5、砂箱,6、通氣孔,7、燒道,8、冒□。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0028]本發(fā)明所述的復(fù)合鑄造方法可以通過以下步驟實(shí)現(xiàn):
[0029]步驟1、模具設(shè)計(jì)，壓模制作，依照鑄件具體形狀，按照鑄造工藝要求，將鑄件的各部分分解為型芯1、上模殼體2和下模殼體3，并依照型芯1、上模殼體2和下模殼體3的具體形狀，設(shè)計(jì)制作能夠壓制出相應(yīng)于型芯1、上模殼體2和下模殼體3的各種上下模具。型芯I的上下模具應(yīng)保證與鑄件的孔洞相應(yīng)，上模殼體2和下模殼體3的上下模具除保證與鑄件的外形相同外，還要保證壓制出來的上模殼體2和下模殼體3的壁厚均勻，能夠保證上模殼體2和下模殼體3具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，以防轉(zhuǎn)運(yùn)和組裝過程中，上模殼體2和下模殼體3碎裂。上模殼體2和下模殼體3的壁厚不小于5mm,通常設(shè)計(jì)為IOmm?50mm。
[0030]步驟2、將石英砂和樹脂粘結(jié)劑混合均勻后加入沖壓模具中，使用壓力機(jī)壓制作型芯1、上模殼體2和下模殼體3,在上模殼體2和下模殼體3的壁上、型芯I端面上根據(jù)工藝需要設(shè)置通氣孔6，通氣孔6內(nèi)徑通常為Imm?4.5mm。上模殼體2和下模殼體3可以使用型砂(也稱為自硬砂)為原料；型芯I可以使用芯砂為原料。
[0031]步驟3、組型:分別根據(jù)鑄造工藝要求，將型芯1、上模殼體2和下模殼體3進(jìn)行預(yù)處理后組裝成砂型；砂型的上模殼體2和下模殼體3扣合后，型芯1、上模殼體2和下模殼體3內(nèi)部形成空腔就是鑄件的形狀。
[0032]步驟4、合箱:將砂箱5放到一平臺(tái)上或者造型生產(chǎn)線的運(yùn)輸車上，在砂箱5內(nèi)部先鋪設(shè)一層石灰石材質(zhì)的石子4,再將組裝好的包括型芯1、上模殼體2和下模殼體3的砂型放在砂箱5中底層石子4的上面，在上模殼體2的上面安裝澆道7、澆口杯、冒口 8等澆注系統(tǒng)，然后再向砂箱5中加入石子4并振實(shí)，以使砂型被石子4牢固的埋在砂箱5中。使用的石子4為石灰石,石子4粒徑范圍5mm?20mm,可以根據(jù)鑄件的大小而定,但最好使用5?8mm的石灰石。這樣既能保證對(duì)鑄模進(jìn)行良好的支撐固定，石子4間的間隙也能保證良好的透氣性。
[0033]步驟5、澆注成型，將熔煉好的鐵水澆入砂型中，待鑄件冷卻成型后即可拆箱。
[0034]步驟6、原料回收，拆箱時(shí)可用篩分設(shè)備將石英砂與石子4分離后回收，石英砂送往壓制車間制作上模殼體2、下模殼體3，石子送往合箱車間，被溢出的鐵水粘接成塊的石子4送往煉鐵爐中作造渣劑。
[0035]本發(fā)明的復(fù)合鑄造方法，其創(chuàng)新點(diǎn)主要包括造型、合箱方法，所述造型方法包括根據(jù)需要和工藝要求制造各種型芯1，還包括利用自硬砂制造與鑄件的外形相應(yīng)的上模殼體2和下模殼體3，上模殼體2和下模殼體3的壁上分別根據(jù)鑄造工藝要求設(shè)置有通氣孔6、澆道7和冒口 8，上模殼體2和下模殼體3是利用模具將自硬砂經(jīng)過加壓成型。造型完成后將型芯I組裝到上模殼體2、下模殼體3中，并將上模殼體3、下模殼體3扣合為一體形成內(nèi)部構(gòu)造與鑄件構(gòu)造相應(yīng)的砂型。
[0036]所述合箱是將組裝好的砂型用顆粒足夠大的石子4埋入砂箱5中。合箱的具體操作是將砂箱5放在平臺(tái)上并在砂箱5底部放入石子4以填充砂箱5底部，然后將砂型放到砂箱5中底部石子4的上面，組裝好澆冒系統(tǒng)及澆口杯，再向砂箱5中填滿石子4并振實(shí)。所用的石子4的材質(zhì)為石灰石。石子4的粒度大于的通氣孔6的孔徑，石子4的粒度最好為 5mm ?8mm η
[0037]所述自硬砂可以是混配有呋喃樹脂等鑄造粘結(jié)劑的鑄造用石英砂。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合鑄造方法，包括造型、合箱方法，其特征在于:所述造型方法包括根據(jù)需要和工藝要求制造各種型芯(I)，還包括利用自硬砂制造與鑄件的外形相應(yīng)的設(shè)置有通氣孔(6)、澆道(7)、冒口(8)的上模殼體(2)和下模殼體(3)，造型完成后將型芯(I)組裝到上模殼體(2)、下模殼體(3)中，并將上模殼體(2)、下模殼體(3)扣合為一體形成內(nèi)部構(gòu)造與鑄件構(gòu)造相應(yīng)的砂型；所述合箱是將組裝好的砂型用顆粒足夠大的石子(4)埋入砂箱(5)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合鑄造方法，其特征在于:所述上模殼體(2)和下模殼體(3)是利用相應(yīng)的模具將自硬砂經(jīng)過加壓成型。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種復(fù)合鑄造方法，其特征在于:所述自硬砂是混配有鑄造粘結(jié)劑的鑄造用石英砂。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種復(fù)合鑄造方法，其特征在于:所述上模殼體(2)和下模殼體(3)的外表面形狀隨鑄件的外表形狀加厚而成，上模殼體(2)和下模殼體(3)的厚度不小于5mmο
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合鑄造方法，其特征在于:所述合箱的具體操作是將砂箱(5)放在平臺(tái)上并在砂箱(5)底部放入石子(4)以填充砂箱(5)底部，然后將砂型放到砂箱(5)底部石子(4)的上面，組裝好澆冒系統(tǒng)及澆口杯，再向砂箱(5)中填滿石子(4)并振實(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合鑄造方法，其特征在于:石子(4)的材質(zhì)為石灰石。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?6任一項(xiàng)所述的一種復(fù)合鑄造方法，其特征在于:石子(4)的粒度大于通氣孔(6)的孔徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種復(fù)合鑄造方法，其特征在于:所述石子(4)的粒度為5?8mm ο
【文檔編號(hào)】B22C9/04GK103433428SQ201310415301
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月12日
【發(fā)明者】趙秋會(huì) 申請(qǐng)人:趙秋會(huì)