一种用于铸钢件生产的铁模覆砂工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种用于铸钢件生产的铁模覆砂工艺，包括以下步骤：第一步，造型；第二步，喷涂；第三步，合箱；第四步，浇注准备；第五步，熔炼浇注；第六步，热处理；本发明专利技术的用于铸钢件生产的铁模覆砂工艺，利用铁模覆砂工艺的高尺寸精度、高生产效率、低砂铁比、低污染、低固体排放等优良特点，生产驱动轮铸钢件；采用本发明专利技术的铁模覆砂工艺制造的低合金钢驱动轮材质为SCSiMn2H，技术要求为抗拉强度﹥686Mpa，屈服强度﹥420Mpa，冲击韧性﹥27J/cm²；通过铁模覆砂的激冷作用使铸钢件获得组织致密、晶粒细小的基体组织，从而使铸钢件获得高抗拉强度、高屈强比、高冲击韧性的优良优质铸件。

【技术实现步骤摘要】
一种用于铸钢件生产的铁模覆砂工艺
本专利技术涉及一种铁模覆砂工艺，具体涉及一种用于铸钢件生产的铁模覆砂工艺，属于铁模覆砂工艺

技术介绍
随着我国进入工业化时代，为了保障人民的身体健康，国家对环境保护的力度不断加大，对“三废”管理越来越严格，传统的铸钢生产工艺已经严重影响到人民的身体健康，且对环境造成严重的污染。数十年来，我国的大中铸钢件生产大都采用传统的水玻璃砂造型工艺，由于水玻璃砂工艺的低发气量、高耐火度、刚性好、成本低廉等优点，一直被广泛用于铸钢件的生产。但是由于水玻璃砂的溃散性差、旧砂回用率低的缺点越来越突出，旧砂的排放成了环境污染的重灾区，尤其是水玻璃废砂中的烧碱对土壤的破坏程度更是无法想象，所以寻找一种铸钢件生产的替代工艺是近年来一直困扰着铸造工作者的一大难题。通过铸造工作者的努力，上世纪八十年代，用脂硬化水玻璃代替传统无机水玻璃砂生产铸钢件，溃散性有所改善，但是旧砂回用率仅仅从20%提升至40%，大量废砂的排放仍旧是阻碍其广泛用于铸钢件生产的一大难题，关键是废砂中的烧碱对环境的严重危害未得到彻底改善。而在上世纪末，碱酚醛树脂砂工艺被用于铸钢件的生产，大大减少了固体排放物，但是由于酚醛树脂在燃烧后产生大量的二氧化硫、二氧化氮，对大气污染甚嚣尘上；并伴随着甲醛、甲烷的产生对人体造成健康危害，是其不能被广泛应用的因素之一；其次酚醛树脂的再生非常困难，冷法再生脱膜率低下，热法再生投资过大进一步阻碍酚醛树脂在铸钢件生产中的应用。近几年来，铸造工作者一直想方设法在覆膜砂领域有所突破，但是对于大型铸钢件来说，由于覆膜砂的固有特性，其在铸钢件生产的存在几大不可调和的矛盾：1.覆膜砂的发气量大与铁模的排气能力差；2.覆膜砂有机粘结剂的低耐火度与铸钢的浇注温度高；3.铸钢件的高收缩率与铁模的低退让性；4.非热节部位的冒口设置与铸钢件强补缩；5.减少流动热节的多浇道与铸钢收缩率需要的少浇道；6.发热冒口的加大补缩能力与铁模激冷的补缩能力较小；7.静压头的增加与铁模覆砂高度限制，以上矛盾一直是诸多铸造工作者无法解决的难题。因此，为了解决以上问题，本专利技术提出了一种新的铁模覆砂工艺生产铸钢件，并实现了批量化生产。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提出了一种用于铸钢件生产的铁模覆砂工艺，提高铸钢件抗拉强度、冲击韧性及耐磨性。本专利技术的用于铸钢件生产的铁模覆砂工艺，包括以下步骤：第一步，造型，1）造型时先将砂箱置于退火炉内预热至260℃，模具加热至180~220℃，在铸件上开设有多道æ字型结构的内浇道，且在铸件其内圈非热节部位置设置有多个发热冒口；2）将模具与砂箱贴合紧密之后准备开始进行射砂，射砂压力调至0.55~0.6Mpa，锁模压力调至8~8.5Mpa；3）向射砂斗中加入铸钢专用覆膜砂500KG，并做好筛分过滤和除尘，进行射砂作业；4）射砂过程中至少连续射砂3次，使砂层强度足够密实，控制周边砂层厚度为6~8mm，内圈砂层厚度为15~25mm，得到铸钢砂型；第二步，喷涂，1）将骨料粒度为160~200目的醇基棕刚玉涂料用搅拌器搅拌均匀，并测量婆美度，将涂料婆美度调整至在50~60度；2）采用专用喷壶将醇基棕刚玉涂料均匀喷涂于铸钢砂型内，5min后用抹布粗粒涂料，并清理涂料堆积；第三步，合箱，1）用Φ6钢钎捅透所有排气孔，Φ32排气孔用提钩清理残余砂砾；2）用气枪吹净上下型腔内的浮砂，使砂箱表面无浮砂；3）在直浇道与横浇道连接处放置铸钢专用过滤网；4）利用合箱机吊取上箱，使得上箱匀速下落与下箱进行合箱，合箱过程中销、孔对正，合箱后用箱卡固定，并检查浇口内有无散砂，清理浇口处的散砂；第四步，浇注准备，1）在浇口处放置Φ100浇口杯，并在浇口杯内放置Φ100铸钢过滤块；2）放置Φ32出气加高垫块6个；3）用封箱膏进行密封后转运至浇注系统的浇注台准备浇注；第五步，熔炼浇注，1）用精制专用废钢熔炼钢水，待温度达到1510~1530℃时，光谱样分析化学成分，并调整成分，再次取光谱样，直至符合化学成分规范；2）出炉前5~10min向炉内加入变质剂1.5~2%，变质剂由以下按照百分比计的原料组成：Ba5~20%、B3~15%、SiC30~70%、Mo1~3%），升温至1730~1750℃,保温静置5~8min，出炉前炉内加入脱氧剂0.5%，脱氧剂为硅锰粉，硅锰粉由以下按照百分比计的原料组成：硅60%，锰35%，氧化钙5%）；同时，在烘烤过的热包加入脱氧剂0.1~0.2%，脱氧剂为99.99%的铝饼；3）出炉前再次测温，钢水温度在1730~1750℃出炉；4）浇注时用高温挡渣棉挡渣，测量浇注温度；控制浇注时间15~18秒，钢水浇注温度1590~1620℃；5）浇注完成2min后，去除出气垫高块及浇口杯；6）浇注完成后12~15min开箱；第六步，热处理，1）将铸件置于退火炉中，对铸件进行半石墨化退火；先将铸件加热至880~900℃，保温3.5h，再将铸件冷却至550°~500°以后出炉；2）把铸件整齐摆放进行自然空冷，直至室温后进行机加工处理。进一步地，所述第一步中的模具为整体曲面分型结构，其拔模斜度为1.2°。进一步地，所述第一步的造型过程中，在铸件上均布有六道æ字型结构的40*40mm的内浇道，且在铸件其内圈非热节部位置均布有3个Φ80*110的发热冒口。进一步地，所述第一步中，射砂过程中，覆膜砂发气量控制在15ml/g，每箱铸件用砂量50kg，总发气量为80000ml，每箱浇注时间为18秒，排气孔面积5878mm²；排进面积比为3.67。作为优选的实施方案，所述第二步中的铸钢专用过滤网为孔面积为4mm²的锆英石基过滤网。进一步地，所述第三步的合箱操作前，还包括将表面至少喷涂有两层喷涂醇基涂料的砂芯轻放至下侧砂箱的砂壳内，要求砂芯完整无磕碰且下放之后与砂壳贴合紧密，无摆动。进一步地，所述第五步中，分析并调节浇注钢水的化学成分，使得浇注前控制浇注钢水中的硅含量为0.4~0.6%，锰量控制在1.2~1.35%，碳含量为0.4~0.47%，硫含量小于0.03%，磷含量小于0.03%，铬含量小于0.015%，钼含量小于0.001%。进一步地，所述浇注系统为开放式浇注系统，且其浇道截面积比为直浇道：横浇道：内浇道=1:1.2:1.5。进一步地，所述砂箱其收缩受阻一侧覆砂层厚度为15~25mm，冒口周围覆砂层厚度为10~15mm，其余方向覆砂层厚度为6~8mm。本专利技术与现有技术相比较，本专利技术的用于铸钢件生产的铁模覆砂工艺，利用铁模覆砂工艺的高尺寸精度、高生产效率、低砂铁比、低污染、低固体排放、优良特点，生产驱动轮铸钢件；采用本专利技术的铁模覆砂工艺制造的低合金钢驱动轮材质为SCSiMn2H，技术要求为抗拉强度﹥686Mpa，屈服强度﹥420Mpa本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于铸钢件生产的铁模覆砂工艺，其特征在于，包括以下步骤：/n第一步，造型，/n1）造型时先将砂箱置于退火炉内预热至260℃，模具加热至180~220℃，在铸件上开设有多道æ字型结构的内浇道，且在铸件其内圈非热节部位置设置有多个发热冒口；/n2）将模具与砂箱贴合紧密之后准备开始进行射砂，射砂压力调至0.55~0.6Mpa，锁模压力调至8~8.5Mpa；/n3）向射砂斗中加入铸钢专用覆膜砂500KG，并做好筛分过滤和除尘，进行射砂作业；/n4）射砂过程中至少连续射砂3次，使砂层强度足够密实，控制周边砂层厚度为6~8mm，内圈砂层厚度为15~25mm，得到铸钢砂型；/n第二步，喷涂，/n1）将骨料粒度为160~200目的醇基棕刚玉涂料用搅拌器搅拌均匀，并测量婆美度，将涂料婆美度调整至在50~60度；/n2）采用专用喷壶将醇基棕刚玉涂料均匀喷涂于铸钢砂型内，5min后用抹布粗粒涂料，并清理涂料堆积；/n第三步，合箱，/n1）用Φ6钢钎捅透所有排气孔，Φ32排气孔用提钩清理残余砂砾；/n2）用气枪吹净上下型腔内的浮砂，使砂箱表面无浮砂；/n3）在直浇道与横浇道连接处放置铸钢专用过滤网；/n4）利用合箱机吊取上箱，使得上箱匀速下落与下箱进行合箱，合箱过程中销、孔对正，合箱后用箱卡固定，并检查浇口内有无散砂，清理浇口处的散砂；/n第四步，浇注准备，/n1）在浇口处放置Φ100浇口杯，并在浇口杯内放置Φ100铸钢过滤块；/n2）放置Φ32出气加高垫块6个；/n3）用封箱膏进行密封后转运至浇注系统的浇注台准备浇注；/n第五步，熔炼浇注，/n1）用精制专用废钢熔炼钢水，待温度达到1510~1530℃时，光谱样分析化学成分，并调整成分，再次取光谱样，直至符合化学成分规范；/n2）出炉前5~10min向炉内加入变质剂1.5~2%，升温至1730~1750℃,保温静置5~8min，出炉前炉内加入脱氧剂0.5%进行预脱氧；同时，在烘烤过的热包加入脱氧剂1.0~0.2%；/n3）出炉前再次测温，钢水温度在1730~1750℃出炉；/n4）浇注时用高温挡渣棉挡渣，测量浇注温度；控制浇注时间15~18秒，钢水浇注温度1590~1620℃；/n5）浇注完成2min后，去除出气垫高块及浇口杯；/n6）浇注完成后12~15min开箱；/n第六步，热处理，/n1）将铸件置于退火炉中，对铸件进行半石墨化退火；先将铸件加热至880~900℃，保温3.5h，再将铸件冷却至550°~500°以后出炉；/n2）把铸件整齐摆放进行自然空冷，直至室温后进行机加工处理。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于铸钢件生产的铁模覆砂工艺，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，造型，
1）造型时先将砂箱置于退火炉内预热至260℃，模具加热至180~220℃，在铸件上开设有多道æ字型结构的内浇道，且在铸件其内圈非热节部位置设置有多个发热冒口；
2）将模具与砂箱贴合紧密之后准备开始进行射砂，射砂压力调至0.55~0.6Mpa，锁模压力调至8~8.5Mpa；
3）向射砂斗中加入铸钢专用覆膜砂500KG，并做好筛分过滤和除尘，进行射砂作业；
4）射砂过程中至少连续射砂3次，使砂层强度足够密实，控制周边砂层厚度为6~8mm，内圈砂层厚度为15~25mm，得到铸钢砂型；
第二步，喷涂，
1）将骨料粒度为160~200目的醇基棕刚玉涂料用搅拌器搅拌均匀，并测量婆美度，将涂料婆美度调整至在50~60度；
2）采用专用喷壶将醇基棕刚玉涂料均匀喷涂于铸钢砂型内，5min后用抹布粗粒涂料，并清理涂料堆积；
第三步，合箱，
1）用Φ6钢钎捅透所有排气孔，Φ32排气孔用提钩清理残余砂砾；
2）用气枪吹净上下型腔内的浮砂，使砂箱表面无浮砂；
3）在直浇道与横浇道连接处放置铸钢专用过滤网；
4）利用合箱机吊取上箱，使得上箱匀速下落与下箱进行合箱，合箱过程中销、孔对正，合箱后用箱卡固定，并检查浇口内有无散砂，清理浇口处的散砂；
第四步，浇注准备，
1）在浇口处放置Φ100浇口杯，并在浇口杯内放置Φ100铸钢过滤块；
2）放置Φ32出气加高垫块6个；
3）用封箱膏进行密封后转运至浇注系统的浇注台准备浇注；
第五步，熔炼浇注，
1）用精制专用废钢熔炼钢水，待温度达到1510~1530℃时，光谱样分析化学成分，并调整成分，再次取光谱样，直至符合化学成分规范；
2）出炉前5~10min向炉内加入变质剂1.5~2%，升温至1730~1750℃,保温静置5~8min，出炉前炉内加入脱氧剂0.5%进行预脱氧；同时，在烘烤过的热包加入脱氧剂1.0~0.2%；
3）出炉前再次测温，钢水温度在1730~1750℃出炉；
4）浇注时用高温挡渣棉挡渣，测量浇注温度；控制浇注时间15~18秒，钢水浇注温度1590~1620℃；
5）浇注完成2min后，去除出气垫高块及浇口杯；
6）浇注完成后12...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦金国，胡广志，焦洪雷，焦洪开，陈国梁，单承民，王洋，
申请(专利权)人：临清市金光机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37