镶铸细长钢管铸件的钢管固定和铸造方法技术

一种镶铸细长钢管铸件的钢管固定和铸造方法，包括：铸件的浇注系统的铸造，构成浇注系统；将钢管穿设固定于铸件型腔内，在穿设固定之前在细长钢管上焊接定位钢筋和套合上防变形环形拉筋，并在细长钢管的两端套合上容伸长保护铁套，获得具有钢管固定结构的铸件铸型结构；将制备铸件的材料进行配料、然后加热熔炼、球化、孕育，获得的铁液浇注至铸件铸型中以形成铸件。本申请的方法具有细长钢管不容易漂浮、变形移位，预埋的细长钢管内的空气受高温铁水作用也不会瞬间膨胀和变形，浇注温度过高或过低也不会造成钢管熔管、离层、渗漏问题出现的优点。现的优点。现的优点。

【技术实现步骤摘要】
镶铸细长钢管铸件的钢管固定和铸造方法


[0001]本申请涉及铸件铸造
，具体的涉及一种镶铸细长钢管铸件的钢管固定和铸造方法(即包括了钢管的固定步骤以及最终铸件的铸造工艺，以形成完整的铸件铸造方法)。
技术背景
[0002]为了满足高速精密压力机的高刚性、高精度、高速度等产品特性的要求，用于高速精密压力机的大型高速运行的滑块铸件是设备中非常关键的部件，该滑块铸件采用镶铸钢管的技术生产，其中钢管主要用于冷却液的流动和传输，具体的滑块铸件如图1所示：滑块铸件材料为球墨铸铁QT450
‑
10，外形轮毂尺寸4240mm
×
1100mm
×
750mm，重量 7.1吨，最厚部位厚度110mm，局部厚度30mm，壁厚相差大，镶铸两根壁厚为8mm的细长钢管Φ40mm
×
3900mm，产品属于厚大断面球墨铸铁；为了满足后期压力机的生产需要，要求滑块铸件中镶铸的钢管不允许用传统芯撑固定方法，铸件必须满足2MPa的液压不得渗液、漏液和铸件长度方向热变形量≤0.1mm的工况要求；但是现有滑块铸件的这种铸造技术存在以下五个方面技术难题：
[0003](1)浮管问题：在铁水的浮力和受热膨胀变形作用下而发生上浮，铸件上部35mm 和侧面20mm厚的壁厚很容易导致铸管外露，而一旦外露必然就会降低整个铸件的强度、刚性，最终影响设备的使用寿命；
[0004](2)离层问题：如果浇注温度过低，钢管体的表面处理不干净等会造成熔合不好，镶铸管与滑块本体之间就会产生明显的间隙，将导致铸件在工作时冷却效果严重下降和异样声音，影响设备使用寿命；
[0005](3)熔管问题：如果浇注温度过高，浇注时对钢管冷却和保护不良，浇注系统设计不当等，会造成铁水直接进入钢管内，使得铸管阻塞而不能通冷却液体，铸件直接报废；
[0006](4)渗漏(冒汗)：铸件材料组织不致密，晶粒粗大，或管接头的焊接质量差，浇注温度偏高，接头处受铁水冲刷引起焊点熔化、开裂导致冷却液顺铸管与滑块本体的夹层渗漏，影响设备使用寿命；
[0007](5)重大安全事故：在铁水的受热作用下钢管内气体膨胀无法排出而发生爆炸事故。

技术实现思路

[0008]本申请针对现有技术的上述不足，提供一种能够实现细长钢管不容易漂浮、变形移位，预埋的细长钢管内的空气受高温铁水作用也不会瞬间膨胀和变形，浇注温度过高或过低也不会造成钢管熔管、离层、渗漏(冒汗)问题出现的镶铸细长钢管铸件的钢管固定和铸造方法。
[0009]为了解决上述技术问题，本申请采用的技术方案为：一种镶铸细长钢管铸件的钢管固定和铸造方法，步骤包括：
[0010](1)铸造工艺：首先进行浇注系统的树脂砂铸造，构成适应于镶铸细长钢管铸件的浇注系统，该浇注系统包括直浇口，与直浇口垂直连接的横浇道，所述的横浇道上垂直连接有多个与铸件型腔连通的内浇口；
[0011](2)钢管固定工艺：将细长钢管穿设固定于铸件型腔内，在穿设固定之前在细长钢管上焊接定位钢筋和套合上防变形环形拉筋，并在细长钢管的两端套合上容伸长保护铁套；容伸长保护铁套套合完成后其与细长钢管径向之间产生有第二间隙、在钢管轴向方向彼此之间产生有预留空间；
[0012]然后将封箱泥条放在砂型上，将已固定了固定钢筋、套入防变形环形拉筋和容伸长保护铁套的钢管通过其上的定位钢筋定位在铸型中，封箱泥条缠绕钢管后下好并固定砂芯，做好了第一道铁水进入钢管的防线；用混制好的树脂砂注入容伸长保护铁套和铸型间的空间并固化，完成封砂形成的砂型；通过控制钢管外径、容伸长保护铁套的径向间隙为0.5mm～1.0mm，钢管两端沿轴向与容伸长保护铁套之间预留轴向长度为 20mm～30mm，钢管与容伸长保护铁套套合重叠的轴向配合长度为90mm～110mm(容伸长保护铁套与钢管套合的重合长度)，建立了第二道铁水进入钢管的防线，一旦铁水穿越第一道防线进入第二道防线时可以马上将铁水凝固，达到防止铁水进入钢管之目的；
[0013]获得具有钢管固定结构的铸件铸型结构；
[0014](3)铁液制备、浇注：将制备铸件的材料进行配料、然后加热熔炼、球化、孕育，获得的铁液浇注至铸件铸型中以形成铸件。
[0015]优选的，本申请步骤(1)所述直浇口的横截面为圆形，所述的横浇道的横截面为梯形，所述的内浇口的横截面为梯形；浇注系统各组元截面积比为：ΣA
直
∶ΣA
横
∶ΣA 内
＝1∶1.25∶1.1；通过上述设定，只需计算出最小截流面积ΣA
直
，即可确定其余各组元截面积。
[0016]优选的，所述的浇注系统还包括安全冒口，圆出气和扁出气；所述的安全冒口垂直设置于铸件型腔上表面、并与直浇口平行设置，所述的圆出气位于铸件型腔的左右两端的上端面上、并与直浇口平行设置，所述的扁出气位于铸件型腔的上表面的边框位置、并与直浇口平行设置；采用上述结构，可以有效实现对本申请这种特定结构的滑块铸件铸造缺陷的减少。
[0017]更进一步的，所述的直浇口为内径Φ100mm的瓷管，所述的横浇道的横截面的上底/下底/高为40mm/60mm/100mm，所述的内浇口为14个、且内浇口的横截面的上底/ 下底/高为62mm/64mm/10mm，所述的安全冒口设置有8个、且安全冒口的内径为Φ 100mm，所述的圆出气设置有4个、且圆出气的内径为Φ16mm，所述的扁出气设置有 8个，且扁出气的尺寸为40mm
×
15mm(扁出气下口的横截面的长、宽尺寸)。
[0018]优选的，本申请步骤(2)中所述的定位钢筋包括与细长钢管焊接的竖杆体和位于竖杆体另一端的横杆体，所述的横杆体放入铸型的预留空间并通过填入树脂砂固化后固定在铸型上，实现钢管定位固定。
[0019]优选的，本申请步骤(2)中所述的防变形环形拉筋包括用于与钢管套合的环形部，和用于固定的固定部，所述的环形部与钢管径向之间设置有第一间隙，且该间隙单边的宽度为1.0mm～1.5mm，便于钢管受热膨胀时沿长度方向移动、不受到环形部的阻碍；所述的固定部放入铸型的预留空间并通过填入树脂砂固化后固定在铸型上。
[0020]优选的，本申请步骤(2)中所述容伸长保护铁套放入铸型的预留空间、并填入树脂
砂固化后固定在铸型上。
[0021]优选的，本申请步骤(2)中所述容伸长保护铁套的壁厚5mm～20mm内孔Φ 41mm～Φ42mm，定位钢筋的直径为Φ10mm～Φ12mm，防变形环形拉筋的直径为Φ 10mm～Φ12mm。
[0022]本申请在铸型上预留一定空间，方便定位钢筋、防变形环形拉筋以及容伸长保护铁套的安装和位置的调整、定位，然后通过向预留空间中填入树脂砂的方式实现部件的固化、固定作用，从而改变用芯撑的传统固定方法，有效地解决了钢管在铁液浇注过程容易漂浮、变形移位的问题。
[0023]优选的，本申请步骤(2)中容伸长保护铁套的端部设置有排气孔，所述的排气孔用于将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镶铸细长钢管铸件的钢管固定和铸造方法，其特征在于：步骤包括：(1)铸造工艺：首先进行浇注系统的树脂砂铸造，构成适应于镶铸细长钢管铸件的浇注系统，该浇注系统包括直浇口，与直浇口垂直连接的横浇道，所述的横浇道上垂直连接有多个与铸件型腔连通的内浇口；(2)钢管固定工艺：将细长钢管穿设固定于铸件型腔内，在穿设固定之前在细长钢管上焊接定位钢筋和套合上防变形环形拉筋，并在细长钢管的两端套合上容伸长保护铁套；容伸长保护铁套套合完成后其与细长钢管径向之间产生有第二间隙、在钢管轴向方向彼此之间产生有预留空间；然后将封箱泥条放在砂型上，将已固定了固定钢筋、套入防变形环形拉筋和容伸长保护铁套的钢管通过其上的定位钢筋定位在铸型中，封箱泥条缠绕钢管后下好并固定砂芯，做好了第一道铁水进入钢管的防线；用混制好的树脂砂注入容伸长保护铁套和铸型间的空间并固化，完成封砂形成封砂砂型；通过控制钢管外径、容伸长保护铁套的径向之间的间隙为0.5mm～1.0mm，钢管两端沿轴向与容伸长保护铁套之间预留轴向长度为20mm～30mm，钢管与容伸长保护铁套套合重叠的轴向配合长度为90mm～110mm，建立了第二道铁水进入钢管的防线；获得具有钢管固定结构的铸件铸型结构；(3)铁液制备、浇注：将制备铸件的材料进行配料、然后加热熔炼、球化、孕育，获得的铁液浇注至铸件铸型中以形成铸件。2.根据权利要求1所述的镶铸细长钢管铸件的钢管固定和铸造方法，其特征在于：步骤(1)所述直浇口的横截面为圆形，所述的横浇道的横截面为梯形，所述的内浇口的横截面为梯形；浇注系统各组元截面积比为：ΣA
直
∶ΣA
横
∶ΣA
内
＝1∶1.25∶1.1。3.根据权利要求1所述的镶铸细长钢管铸件的钢管固定和铸造方法，其特征在于：所述的浇注系统还包括安全冒口，圆出气和扁出气；所述的安全冒口垂直设置于铸件型腔上表面、并与直浇口平行设置，所述的圆出气位于铸件型腔的左右两端的上端面上、并与直浇口平行设置，所述的扁出气位于铸件型腔的上表面的边框位置、并与直浇口平行设置。4.根据权利要求3所述的镶铸细长钢管铸件的钢管固定和铸造方法，其特征在于：所述的直浇口为内径Φ100mm的瓷管，所述的横浇道的横截面的上底/下底/高为40mm/60mm/100mm，所述的内浇口为14个、且内浇口的横截面的上底/下底/高为62mm/64mm/10mm，所述的安全冒口设置有8个、且安全冒口的内径为Φ100mm，所述的圆出气设置有4个、且圆出气的内径为Φ16mm，所述的扁出气设置有8个，且扁出气的尺寸为40mm
×
15mm。5.根据权利要求1所述的镶铸细长钢管铸件的钢管固定和铸造方法，其特征在于：步骤(2)中所述的定位钢筋包括与细长钢管焊接的竖杆体和位于竖杆体另一端的横杆体，所述的横杆体放入铸型的预留空间并通过填入树脂砂固化后固定在铸型上，实现钢管定位固定。6.根据权利要求1所述的镶铸细长钢管铸件的钢管固定和铸造方法，其特征在于：步骤(2)中所述的防变形环形拉筋包括用于与钢管套合的环形部，和用于固定的固定部，所述的环形部与钢管径向之间设置有第一间隙，且该第一间隙的单边宽度为1.0mm～1.5mm；所述的固定部放入铸型的预留空间并通过填入树脂砂固化后固定在铸型上；步骤(2)中所述容伸长保护铁套放入铸型的预留空间、并填入树脂砂固化后固定在铸型上。
7.根据权利要求1所述的镶铸细长钢管...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋泽锴，项铮宇，吴超，宋贤发，徐莉雄，周宁，
申请(专利权)人：宁波拓铁机械有限公司，
类型：发明
国别省市：