一种耐磨件壳型铸造方法技术

本发明专利技术公开了应用于壳型铸造领域的一种耐磨件壳型铸造方法。本方法包括砂箱造型和振动浇注，砂箱造型包括上下箱造型、合箱、覆盖保温层等步骤；首先在金属模内制作厚度不大于3mm的壳型和封箱壳，移走上金属模，更换为箱体，检查壳型，对局部未成形部位用覆膜砂修补，保证砂箱抽真空不漏气。箱体内添加钢丸，覆盖农膜，抽真空，从下金属模上脱模，完成上下箱造型；合箱后在砂箱顶面及四周覆盖石英砂或保温棉保温层。浇注时砂箱处于真空状态，浇注后立即振动，撤真空前停止振动。采用本方法造型，覆膜砂使用量大大降低，细化了耐磨件铸态晶粒，避免了温度应力产生的裂纹，还大大降低了耐磨件热处理能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨件壳型铸造方法
本专利技术应用于铸造领域，提供了一种薄壁壳型铸造方法，尤其适用于耐磨件的铸造生产。
技术介绍
用强度较高的热固性硅砂或锆砂与树脂的混合料形成薄壳铸型，浇注金属液获得铸件的方法为壳型铸造。覆膜砂在预热约280-320℃的金属模板内成型结壳，通常情况下，壳型分为两层，表层面为一层薄壳，可使铸件表面光洁，第二层为加固层，为增加壳型的强度。两个半壳型扣合，放入砂箱中，周围加入钢丸固定，浇注金属液，冷却后形成铸件。目前为提高生产率，壳型做成一层，为保证造型强度，厚度一般不低于5mm。大批量生产时，采用覆砂铁型，在预热后的金属型内腔覆上一层型砂，将壳型与金属型结合，可避免产生白口组织。上述两种壳型造型工艺均有助于金属液的快速凝固，减小铸态组织，其缺点主要有两个方面，一是壳型厚度较厚，价格昂贵的覆膜砂用料大，生产成本高，二是壳型外面的金属型或钢丸冷却快，尤其是耐磨铸件，由于其碳化物多，脆性大，需要在凝固后缓慢冷却，尤其是相变完成后，防止温度应力和组织应力产生的裂纹，这就需要增加壳型厚度减缓冷却速度，但增加壳型厚度又带来金属液冷却速度慢，覆膜砂用量大的矛盾。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：提供一种耐磨件壳型铸造方法，在减薄壳型厚度，增加金属液的凝固速度条件下，减缓高温固体铸件的冷却速度，防止裂纹产生。本专利技术采用的技术方案是：耐磨件壳型铸造方法包括砂箱造型和浇注，砂箱造型包括下列步骤：1）上箱造型，高压空气将覆膜砂送入水平放置的金属模空腔，加热硬化形成上壳型和封箱壳，为减少覆膜砂用量，上壳型和封箱壳厚度不大于3mm，以金属模成型最小厚度为最佳。然后移走上金属模，更换为上箱体，检查壳型，对上壳型或封箱壳的局部未成形部位，用覆膜砂修补，保证砂箱抽真空不漏气。将浇口壳型定位在内浇口上，上箱体内添加钢丸，钢丸加满后，刮平上箱体上口，覆盖上农膜，上箱抽真空，从下金属模上脱模移走，完成上箱造型。2）下箱造型，高压空气将覆膜砂送入水平放置的金属模空腔，加热硬化形成下壳型和封箱壳，为减少覆膜砂用量，下壳型和封箱壳厚度不大于3mm，以金属模成型最小厚度为最佳。移走上金属模，更换为下箱体，检查壳型，对下壳型或封箱壳的局部未成形部位，用覆膜砂修补，保证砂箱抽真空不漏气。下箱体内添加钢丸，钢丸加满后，刮平下箱体上口，覆盖下农膜，下箱抽真空，从下金属模上脱模移走，完成下箱造型。3）合箱，下箱翻转平放在振动浇注台上，上箱定位扣合下箱；对于中空铸件，合箱时需要下芯操作。4）覆盖保温层；在砂箱顶面及四周覆盖石英砂或保温棉保温层。浇注在振动浇注台上完成，浇注时砂箱处于真空状态，浇注后立即振动，撤真空前振动停止。振动采用低幅高频振动，振幅不大于5mm，频率为100-200HZ。本专利技术的有益效果是：壳型厚度减薄约一半，覆膜砂使用量降低一半。解决了增加凝固速度与减缓铸件冷却速度的矛盾，细化了铸态晶粒，避免了温度应力和组织应力产生的裂纹。本方法对铸件的热处理产生了较大影响，大大降低了热处理能耗。附图说明图1为实施例1砂箱结构示意图；图2为实施例1上壳型制作示意图；图3为实施例1上箱加砂示意图；图4为实施例2砂箱结构示意图；图5为实施例2下箱加砂示意图；其中：1-石英砂、2-上农模、3-钢丸、4-浇口、5-上壳型、6-上箱体、7-下箱体、8-下农膜、9-下壳型、10-封箱壳、11-真空接口、12-上金属模、13-下金属模、14-砂芯。具体实施方式实施例1。高铬篦条为烧结机常用耐热疲劳的耐磨易损件，附图1为高铬篦条壳型铸造砂箱结构示意图，砂箱由上箱和下箱合箱而成，一箱两件或四件。上箱底部由上壳型5和封箱壳10覆盖上箱体6的下口，上壳型5和封箱壳10的厚度不大于3mm，以模具成型的最小厚度为佳。上箱顶部由上农膜2覆盖上箱体6的上口，上箱体6的内部充填钢丸3，在上箱体6上设计有真空接口11，浇口4将篦条型腔引出上箱顶部，用作浇注系统，浇注系统的壳型厚度不小于5mm，保证上箱体6内添加钢丸时有足够的强度。下箱顶部由下壳型9和封箱壳10覆盖下箱体7的上口，下壳型9和封箱壳10的厚度不大于3mm，以模具成型的最小厚度为佳。下箱底部由下农膜8覆盖下箱体7的下口，下箱体7内部充填钢丸3，在下箱体7上同样设计有真空接口11。上箱和下箱的真空接口11连接真空泵，在上下箱合箱和浇注过程中，保持上下箱真空状态，防止塌箱。若上箱体6和下箱体7为钢铁材质，则石英砂1覆盖整个砂箱四周及上箱顶面，若上箱体6和下箱体7为木砂箱，则石英砂1只覆盖上箱顶面。高铬篦条金属液浇注时，由浇口4经内浇道进入篦条型腔，浇注系统的壳型厚度较厚，可起到保温作用，篦条型腔的壳型厚度较薄，金属液可实现快速凝固，包围型腔的钢丸3可快速吸热，加大金属液的过冷度，有利于凝固形核，起到减小晶粒，防止粗大铸态树枝晶的作用。篦条型腔金属液凝固后，上下箱可撤掉真空。由于砂箱四周由不良导热物体包围，如石英砂、木材，所以高温固态篦条冷速缓慢。这种砂箱结构保证了篦条的快速凝固和缓慢的固态冷却，在保证细小铸态晶粒的同时，避免了温度应力和组织应力产生的裂纹。高铬篦条上壳型5的制作如附图2所示，上金属模12和下金属模13之间的空腔为上壳型5和封箱壳10，高压空气将覆膜砂送入该空腔，加热280-320℃硬化后，上金属模12移走，换为上箱体6。检查壳型质量，如果有局部壳型未成形，可快速补加覆膜砂，利用下金属模13的预热硬化。上箱造型如附图3所示，浇口4壳型定位在内浇口上，上箱体6内添加钢丸3。钢丸3加满上箱体6之后，刮平上箱体6上口，覆盖上农膜2。上箱的真空接口11接真空泵，抽真空，上箱从下金属模13上脱模移走，完成上箱操作。上箱内充填钢丸时，壁厚较薄的壳型在下金属模13的随形支撑下，不会因强度不足产生受压破坏。上箱抽真空使得钢丸成为一体，不产生流动，同时，在负压作用下，上壳型5和封箱壳10从下金属模13上脱模更为顺利。一般情况下，上箱的高度不高于700mm，钢丸3对壳型产生的向下压力低于大气压向上压力，在上农膜2、上壳型5和封箱壳10完整不透气的情况下，大气压的作用使得上箱作为一个整体，不会产生塌箱。本实施例上箱高度不足100mm，在脱模和移动过程中，无塌箱风险。高铬篦条下箱造型同上箱，主要区别有两个方面，一是不需要浇口壳型，用下箱体7替换上金属模12后直接添加钢丸3，覆盖下农膜8即可。二是需要翻箱操作，下箱加钢丸脱模前与附图3一致，抽真空脱模后需要翻转180°放平，如附图1下箱所示。由于高铬篦条的上箱体和下箱体尺寸较小，钢丸用量较少，木质砂箱的强度能够满足要求。木质砂箱保温性较好，上下箱合箱后，在上箱顶面撒铺一层石英砂，该石英砂层厚度不小于50mm，主要起保温作用，同时该石英砂层还起到保护上农膜2，防止浇注过程中高温金属液烫坏上农膜2的作用，从而保证上箱的真空度，保证较薄的壳型不塌箱。若覆膜砂在金属型中充型不良，壳型成型有缺陷，上金属模12脱模后，添加钢丸前，用覆膜砂修本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐磨件壳型铸造方法，包括砂箱造型和浇注，其特征在于：所述砂箱造型包括下列步骤：/n1）上箱造型：高压空气将覆膜砂送入水平放置的金属模空腔，加热硬化形成上壳型（5）和封箱壳（10），上金属模（12）移走，更换为上箱体（6），浇口（4）壳型定位在内浇口上，上箱体（6）内添加钢丸（3），钢丸（3）加满后，刮平上箱体（6）上口，覆盖上农膜（2），上箱抽真空，从下金属模（13）上脱模移走，完成上箱造型；/n2）下箱造型：高压空气将覆膜砂送入水平放置的金属模空腔，加热硬化形成下壳型（9）和封箱壳（10），上金属模（12）移走，更换为下箱体（7），下箱体（7）内添加钢丸（3），钢丸（3）加满后，刮平下箱体（7）上口，覆盖下农膜（8），下箱抽真空，从下金属模（13）上脱模移走，完成下箱造型；/n3）合箱：下箱翻转平放在振动浇注台上，上箱定位扣合下箱；/n4）覆盖保温层：在砂箱顶面及四周覆盖石英砂或保温棉保温层；/n所述浇注在振动浇注台上完成，浇注时砂箱处于真空状态，浇注后立即振动，撤真空前振动停止。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐磨件壳型铸造方法，包括砂箱造型和浇注，其特征在于：所述砂箱造型包括下列步骤：
1）上箱造型：高压空气将覆膜砂送入水平放置的金属模空腔，加热硬化形成上壳型（5）和封箱壳（10），上金属模（12）移走，更换为上箱体（6），浇口（4）壳型定位在内浇口上，上箱体（6）内添加钢丸（3），钢丸（3）加满后，刮平上箱体（6）上口，覆盖上农膜（2），上箱抽真空，从下金属模（13）上脱模移走，完成上箱造型；
2）下箱造型：高压空气将覆膜砂送入水平放置的金属模空腔，加热硬化形成下壳型（9）和封箱壳（10），上金属模（12）移走，更换为下箱体（7），下箱体（7）内添加钢丸（3），钢丸（3）加满后，刮平下箱体（7）上口，覆盖下农膜（8），下箱抽真空，从下金属模（13）上脱模移走，完成下箱造型；
3）合箱：下箱翻转平放在振动浇注台上，上箱定位扣合下箱；
4）覆...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢振国，申海斌，邢万里，常连波，张学志，武世旭，
申请(专利权)人：邯郸慧桥复合材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13