一种复合造型铸造工艺制造技术

一种复合造型铸造工艺，包括树脂砂模壳制备，采用EPS泡沫作为浇铸系统的直浇道和横浇道、或者采用陶瓷直管、三通、四通或六通组成直浇道后与EPS泡沫横浇道连接、或者陶瓷直管与EPS泡沫复合组成浇铸系统的直浇道后与EPS泡沫横浇道连接成模簇架，装箱振实，负压浇铸工艺步骤。本发明专利技术克服了消失模负压铸造、壳模法铸造、溶模精密铸造工艺存在的固有缺陷，具有工艺方法简单，操作方便，可有效降低铸件气孔、夹渣和塌箱等工艺缺陷，铸件质量好、成分稳定，型砂可反复利用，生产效率高，适于工业化应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开了复合造型铸造工艺，属于金属铸造方法

技术介绍
随着科学技术的进步，金属铸造技术已得到长足的发展，形成了以消失模负压铸造、壳模法铸造、溶模精密铸造工艺等为代表的实用铸造技术。对上述三种铸造工艺，简介于下消失模铸造技术(“FV法”)是将与铸件尺寸形状相似的EPS泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干造型中振动造型，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的新型铸造方法。具有以下优点1、铸件精度高， 消失模铸造是一种近无余量、精确成型的新工艺，该工艺无需取模、无分型面、无砂芯，因而铸件没有飞边、毛刺和拔模斜度，并减少了由于型芯组合而造成的尺寸误差。铸件表面粗糙度可达Ra3. 2至12. 5 μ m ；铸件尺寸精度一般可达CT6-CT8，加工余量可控制到2mm左右， 可大大减少机械加工的费用，和传统砂型铸造方法相比，可以减少40%至50%的机械加工量。2、设计灵活，为铸件结构设计提供了充分的自由度。可以通过泡沫塑料模片组合铸造出高度复杂的铸件。3、无传统铸造中的砂芯，因此不会出现传统砂型铸造中因砂芯尺寸不准或下芯位置不准确造成铸件壁厚不均。4、清洁生产，型砂中无化学粘结剂，低温下泡沫塑料对环境无害，旧砂回收率95%以上。5、提高工艺出口率和降低生产成本提高工艺出品率， 减轻铸件毛坯的重量，减少机械加工余量。但是，消失模铸造工艺(FV法)存在以下缺点1、铸钢件增碳，由于泡沫塑料的热分解是随温度的升高而愈剧烈，同时由游离碳组成的固态高温分解产物亦就愈多，由于铸钢件化学成分的特点，这些含碳的固相与钢水相互作用，使铸件在浇注、冷却和凝固过程中， 始终被EPS分解产物中的雾状游离碳或碳氢化合物残渣所包覆、并同时向铸件表层内扩散而致使铸钢件表面或局部渗碳，且铸造材料含碳量越低越严重。2、塌箱，塌箱是指浇注过程中铸型向下塌陷，造成浇注失败。特别是浇注大平面、内空封闭或半封闭、多层浇口和多层多件的铸件时，更容易出现。是由于泡沫塑料的熔解再气化产生的压力变小、与浇铸时砂箱内负压与铸件内压力的动态平衡失控造成。壳模法铸造工艺(“C法”)是将混合了合成树脂的细砂包敷于加热的模型上使合成树脂硬化，然后从模型上取出上、下模壳、再将上下两片型壳用夹具卡紧或用树脂粘牢后，不用砂箱即可构成铸型。具有以下优点1、和其它铸模不同，完全不用水，所以不致因含水分而发生的缺陷，且因铸模不吸收湿气能长时间贮藏。2、制模时间短且用砂量少，适合大批量生产，同时占工厂面积也不大。3、造模可实现机械化作业、操作可不需要熟练工完成。4、铸件尺寸的精度高，并减少了由于模砂原因造成的铸造缺陷，能够有效制造出精密的铸件。此种合成树脂黏固的砂模、表面干净平滑且强度很好，当浇注时树脂会碳化、但不会马上降低黏结力、并且具有保温作用，但此种工艺在浇注的同时有一部分的树脂会燃烧而产生大量的有害气体，所以合成树脂黏固剂的加入量多少成了此工艺的技术控制关节， 在保证强度的前提下、壳模材料850°C时的发气量< 20/ml · g_l，且最佳的浇注方法是采用底浇注法、还要加开通气孔、使有害气体对合金的影响减少到最小。当壳型模厚减少到 5-7mm时，模壳的发气量减少很多、且模壳的透气性得到了加大，铸型上不开通气孔也可生产出产品，但模壳的机械强度变小、给装箱和浇铸等带来了操作难度，使生产的可靠性变低。熔模铸造工艺是用易熔材料蜡等制成可熔性模型，再在上涂覆若干层耐火涂料， 经过干燥硬化形而成整体型壳，再用蒸汽或热水从型壳中熔掉模型，然后把型壳置于砂箱中，在其四周填充干砂造型，再将铸型放入焙烧炉中经过高温焙烧，如采用高强度型壳工艺，则将脱模后的型壳直接入炉焙烧，最后单个向型壳中浇注熔融金属而得到铸件。具有以下优点1、熔模铸件尺寸精度较高，一般可达CT4-6。而一般砂模铸造只能为CTll 13 ；2、 熔模的表面光洁度高，由于型壳由耐高温的特殊粘结剂和耐火材料配制成的耐火涂料涂挂在熔模上而制成，与熔融金属直接接触的型腔内表面光洁度高，所以熔模铸件的表面光洁度比一般铸造件的都要高，一般可达Ra. 1. 6 3. 2 μ m。但是熔模铸造的工艺过程复杂，并且，由于模料的收缩、熔模的变形、型壳在加热和冷却过程中的线量变化、以及凝固过程中的铸件变形等，都将影响铸件尺寸精度。本专利技术的目的在于克服现有技术之不足而提供一种工艺方法简单，操作方便，可有效降低铸件气孔、夹渣和塌箱等工艺缺陷，铸件质量好、成分稳定，型砂可反复利用，生产效率高的复合造型铸造工艺。本专利技术一种复合造型铸造工艺是采用下述方案实现的第一步壳型制备按浇铸的目标产品形状制备金属模型，将金属模型加热，对金属模型表面均勻喷涂脱模剂后，将金属模型置于热固性树脂砂下，使树脂砂在所述金属模型表面粘附一层树脂砂模壳；最后，将粘附有树脂砂模壳的金属模型在280 380°C加热固化1 2分钟，脱模、空冷，得到目标产品壳型；第二步模簇的构造采用EPS泡沫作为浇铸系统的直浇道和横浇道，设置一装箱组簇钢架，在组簇钢架上固定好直浇道，按工件要求的高度用热溶胶将横浇道一端与直浇道粘接好，另一端与内浇道粘接好，内浇道与壳模粘接好、并与组簇钢架固定好，接口露白模处涂覆2 3mm厚的水基耐火涂料并在烘烤房中烘干，或涂覆2 3mm厚的醇基耐火涂料，完成模簇架的构造；或者采用陶瓷直管、三通、四通或六通组成直浇道后与EPS泡沫横浇道连接成用于模簇的浇铸系统；或者陶瓷直管与EPS泡沫复合组成浇铸系统的直浇道后与EPS泡沫横浇道连接成用于模簇的浇铸系统；第三步装箱振实在砂箱中加入底砂并振实，将第二步所得的模簇置于所述砂箱中，按每次填砂5150-200mm振实至高出下层20 50mm后再装上一层砂，振实，直至装满砂箱；在砂箱上加盖薄膜，再放置浇口杯并保证浇口管与浇口杯接口对正且密封，薄膜上加盖干盖砂，；第五步浇铸将装好箱的砂箱接上负压管道，开启负压机对砂箱抽负压，维持砂箱内压力在 0. 02-0. 08Mpa，进行浇铸。本专利技术一种复合造型铸造工艺中，所述金属模型加热温度为180-280°C。本专利技术一种复合造型铸造工艺中，所述脱模剂选自壳芯(型)铸造用脱模剂、硅油类中性脱模剂中的一种。本专利技术一种复合造型铸造工艺中，所述壳芯(型)铸造用脱模剂型号为“特力 KRTM-02” ；所述硅油类中性脱模剂“型号为G-2”或“NSA-565”。本专利技术一种复合造型铸造工艺中，所述树脂砂模壳厚度为3 5mm。本专利技术一种复合造型铸造工艺中，所述树脂砂为热固性酚醛树脂砂。本专利技术一种复合造型铸造工艺中，所述壳模在加热温度^0-380°C固化。本专利技术一种复合造型铸造工艺中，所述模簇架在烘烤房中的烘烤温度为48 55 °C。本专利技术一种复合造型铸造工艺中，所述分步填砂、振实是按每次填砂150_200mm 振实至高出下层20 80mm后再装上一层砂。本专利技术一种复合造型铸造工艺中，所述干盖砂的厚度为60mm左右。本专利技术一种复合造型铸造工艺中，所述EPS泡沫表面涂覆1. 5_3mm的水基耐火涂料并烘干，或在所述EPS泡沫表面涂覆1. 5-3mm的醇基耐火涂料。本专利技术一种复合造型铸造工艺中，所述组簇钢架上设置的同层壳模与壳模之间的间距本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种复合造型铸造工艺，包括下述步骤：第一步：壳型制备按浇铸的目标产品形状制备金属模型，将金属模型加热２５０～２８０℃，对金属模型表面均匀喷涂脱模剂后，将金属模型置于热固性树脂砂中，使树脂砂在所述金属模型表面粘附一层树脂砂模壳；最后，将粘附有树脂砂模壳的金属模型在２８０～３８０℃加热固化１～２分钟，脱模，空冷，得到目标产品壳型；第二步：模簇的构造采用ＥＰＳ泡沫作为浇铸系统的直浇道和横浇道，设置一装箱组簇钢架，在组簇钢架上固定好直浇道，按工件要求的高度用热溶胶将横浇道一端与直浇道粘接好、另一端与内浇道粘接好，内浇道与壳模粘接好、并固定在组簇钢架上，接口露白模处涂覆２～３ｍｍ厚的水基耐火涂料并在烘烤房中烘干，或涂覆２～３ｍｍ厚的醇基耐火涂料，完成模簇的构造；或者采用陶瓷直管、三通、四通或六通组成直浇道后与ＥＰＳ泡沫横浇道连接成用于模簇的浇铸系统；或者陶瓷直管与ＥＰＳ泡沫复合组成直浇道后与ＥＰＳ泡沫横浇道连接成用于模簇的浇铸系统；第三步：装箱振实在砂箱中加入底砂并振实，将第二步所得的模簇置于所述砂箱中，按每次填砂１５０－２００ｍｍ振实至高出下层２０～５０ｍｍ后再装上一层砂，振实，直至装满砂箱；在砂箱上加盖薄膜，薄膜上加盖干盖砂，再放置浇口杯并保证浇口管与浇口杯接口对正且密封；第五步：浇铸将装好箱的砂箱接上负压管道，开启负压机对砂箱抽负压，维持砂箱内压力在０．０２－０．０８Ｍｐａ，进行浇铸。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谌征，
申请(专利权)人：谌征，
类型：发明
国别省市：43