空心型模铸造方法技术

空心型模铸造方法，在实型铸造中，通过改型减量、排气减压和合理地设置浇注系统，任意选取一种以上的措施来减少实型铸造中的碳的产生，改善碳的排出，来达到减少实型铸造中残余碳和碳钢铸件产生增碳现象的问题。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及到一种实型铸造方法，属于气化模铸造或称消失模铸造，尤其是指一种利用可燃材料(模料)制作模样，通过涂料涂覆制作保护性的涂层(型壳)，进行铸造生产的方法，也可以应用于熔模铸造方法中。
技术介绍
熔模铸造和实型铸造都是铸造生产领域的特种铸造工艺，它们是利用可溶、可熔、可燃材料(模料)制作模样，通过涂料涂覆制作保护性的涂层(型壳)，进行铸造生产。熔模铸造和实型铸造因采用了一次性模样，不必从铸型中取模，取消了拔模斜度，没有分型面；采用涂料技术，提高了铸件的精度和改善了表面粗糙度；采用熔焊、粘合组装模样工艺方法，灵活方便，便于实现复杂零件的制造，满足零件最大自由度设计。同时，生产组织形式多样，可进行单件、小批、大量生产。今天，熔模铸造和实型铸造都得了长足的发展。其中，实型铸造，即气化模铸造或称消失模铸造主要应用于单件大型铸件的生产。我国从20世纪60年代中期，由机械研究院和上海机械制造工艺研究所开始了对实型铸造的研究及生产试验。早期主要是应用泡沫塑料板型材，加工成模样进行实型铸造的生产。《铸造》1972年第5期介绍了上海重型机器厂设计圆形薄片铣刀、叶片式铣刀，实现对泡沫塑料的低速加工。《铸造》1973年第1期报道了成都空压机厂、齐齐哈尔二机床厂采用实型铸造生产汽车空压机、409汽车发动机塑料模及芯盒。1974年第3期《铸造》刊登了苏州钢铁厂采用实型铸造生产12m2密封座的文章铸件的内外圆角用刨削和铣削加工，加强筋用可燃性“油灰”制作，自硬砂造型，置内出气冒口，导出泡沫塑料气化裂解的烟气，并采用烟囱收集，粘结剂采用快干性好的石蜡-松香热溶胶。《铸造》1975年第2期刊登的上海机械学院《锚链磁型铸造工艺试验》文章该试验采用1-1.5mm的铁丸作原砂，磁场电源采用可控硅半波整流；模样通过蒸锅发泡成型，用CMC改性2127树脂粘结剂、石油磺酸作固化剂的涂料，生产Φ46mm的锚链套环。此外，上海机械学院还进行了采用超薄壳涂层磁型铸造工艺生产大型钨钢钻头的实验。《铸造》1985年第4期刊文《负压实型铸造工艺及设备》，介绍长春光学机械研究所设计的负压实型简易生产线模样采用板材泡沫塑料加工，乳白胶粘合；涂料用石英粉、糊精和乳白胶配制，干砂负压振动紧实造型；生产灰铸铁HT200炉口座、支座及耐热钢，ZGCr9Si2化铝坩埚。进入20世纪90年代，我国掀起了实型铸造研究和应用的热潮，对实型铸造的模样材料、成型工艺、涂料技术、工装设备等各个环节进行了大量的研究，取得了一定的成就。实型铸造工艺方法在我国获得了较广泛的应用。但实型铸造的模样材料在高温分解时产生的残余碳，残余碳很容易造成模样热解形成富集碳，给铸铁件带来碳缺陷，也会使低碳钢铸件产生增碳现象。尤其是在实型铸造生产低碳钢铸件时固铸型内部的聚苯工烯泡沫，被进入到型腔内部的高温钢水汽化后，产生大量含有碳氢化合物的气体，而铸型表面又完全被涂料层密封。这样滞留于型腔内部的碳氢化合物气体里面的碳原子，就被型腔内部的高温钢水吸收，而造成铸件本体增碳严重，使铸件的质量下降，甚至达不到所希望的要求。很有必要加以改进。在专利文献中尚未发现有关技术报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有实型铸造方法的不足，提出一种能有效解决模样材料在高温分解时产生的残余碳，给铸铁件带来碳缺陷的实型铸造方法，该方法不仅能解决模样材料在高温分解时产生的残余碳，给铸铁件带来碳缺陷的问题，还能使低碳钢铸件产生增碳现象得到有效解决。经过实验分析可以得知，实型铸造过程中，在液态合金的热作用下，模样材料将发生软化、熔化、汽化、裂解、燃烧，形成一系列的液相、固相和气相热解产物。热解产物的组成以及在型腔中的发气量与热解温度有关，热解产物对铸件的质量产生重要的影响，模样材料是实型铸造的一个关键因素。模样材料应具有密度小，热解产物少，减少烟气和排出物；一定的强度，抵抗外力的作用，保证铸件的精度；低的导热性，减少过快分解引起铸型塌陷。除此之外，模样的形状和布置的方式也极为重要，现有的的实型铸造的模样材料多采用实心的可燃材料制作的，如果将实心的模样材料改为空心的模样，这无疑将大大减少模样材料软化、熔化、汽化、裂解、燃烧时所形成的热解产物，从而减少残余碳的形成，也可以降低碳钢铸件产生增碳现象。而且如果合理设置设置浇注系统和减压排气系统便可以有效解决实型铸造中模样材料软化、熔化、汽化、裂解、燃烧时所形成的热解产物，产生残余碳和碳钢铸件产生增碳现象的问题。因此，根据本专利技术的目的所提出的技术实施方案是在实型铸造中，通过改型减量、排气减压和合理地设置浇注系统，任意选取一种以上的措施来减少实型铸造中的碳的产生，改善碳的排出，来达到减少实型铸造中残余碳和碳钢铸件产生增碳现象的问题。其中所述的改型减量是1、铸型减量在充分考虑好铸件的形状，结构强度后，尽可能地减少铸件铸型对聚苯乙烯泡沫或其他泡沫材料的用量，所谓改型减量就是根据铸件的形状大小、壁厚、质量要求，排气通道的布置，排气效果，操作是否方便，单位成本等因素来决定泡沫铸型结构的变化。在铸型泡沫零件实体中增加部分孔洞。由于这些孔洞的存在，也就相应地减少了型腔内部这个局部的泡沫占有总量。孔洞的形式可以采取构架状、栅栏状、蜂窝状等等其它形式来减少泡沫铸型的泡沫总量。2、置口减量把原来实型铸造作为铸件补缩置口的材料改为铁皮或其它材料的空心置口，这样置口的空间既可以适量囤积来自铸型内部的气体，又可以来材料的改变而减少整个铸型这个局部的泡沫占有量，来减少铸型内部泡沫的发气量。通过改进泡沫铸型的结构来减少型腔局聚苯乙烯泡沫的占有总量，以弥补原材料的缺陷，以达到减少型腔内发气量的阻地，因型腔内部产生碳氢化合物的物质来源是聚苯乙烯泡沫。减少了型腔内部的泡沫总量，对型腔这个局部来讲，就是降低了泡沫的发气量，发气量的减少，碳氢化合物气体的浓度就会降低，型腔内的钢液增碳机会，也就相应的减少，这一点已经得到了肯定的印证。由于经过铸型减量的泡沫铸型与实体泡沫铸型，它们之间的体积与重量发生变化，那么这个量差也就会成为铸型工艺设计控制的一个最可靠简单的工艺参考数据。不过通过改型减量的泡沫铸型都需要用塑料薄膜进行粘法密封处理，才能构成一个完整所需的零件铸型来，而有还要考虑铸型的抗挤压力。其中所述的排气减压是1、利用置口排气因为绝大部铸钢件都需要利置口对铸件进行补缩，我们把实体泡沫置口改为其它材料做成的空心置口，这样就可以让铸型内在浇注的过程中气体泡沫产生的烟气顺着铸型内设置好的排气通道进入置口，让置口的空间适量囤积烟气，并在置口表面布置好出气孔，利用真空泵对填埋箱内施加的负压力，把囤积在置口内的烟气，顺着置口的通气孔吸出置口之来减少型腔内部碳氢化合物气体的存量，从而达到防止铸件本体增碳的目的。2、涂料层表面直接排气对于没有置口的小型铸钢件，就直接利用铸型内设置的排气通道上进行排气，泡沫型在上完最后一层涂料或机组型时在铸型排气孔的上方直接插一定数量的出气眼，就像砂型铸造插气眼一样来进行排气。因任何铸件浇注时都有一个充型时间，这个充型过程也就为型腔内的烟气吸出提供了一定的时间保证。3、利用排气进行型腔内部减压铸型通过改型减量，排气，也就降低了型腔内部因泡沫汽化产业的气压力，同时碳氢化合物气体向型腔外的移动也就为高温钢液产本文档来自技高网...

【技术保护点】
空心型模铸造方法，其特征在于：在实型铸造中，通过改型减量、排气减压和合理地设置浇注系统，任意选取一种以上的措施来减少实型铸造中的碳的产生，改善碳的排出，来达到减少实型铸造中残余碳和碳钢铸件产生增碳。

【技术特征摘要】
1.空心型模铸造方法，其特征在于在实型铸造中，通过改型减量、排气减压和合理地设置浇注系统，任意选取一种以上的措施来减少实型铸造中的碳的产生，改善碳的排出，来达到减少实型铸造中残余碳和碳钢铸件产生增碳。2.如权利要求1所述的空心型模铸造方法，其特征在于所述的改型减量是(1)铸型减量在充分考虑好铸件的形状，结构强度后，尽可能地减少铸件铸型对聚苯乙烯泡沫或其他泡沫材料的用量，即根据铸件的形状大小、壁厚、质量要求，排气通道的布置，排气效果，操作是否方便，单位成本等因素来决定泡沫铸型结构的变化，在铸型泡沫零件实体中增加部分孔洞。(2)置口减量把原来实型铸造作为铸件补缩置口的材料改为空心置口。3.如权利要求1或2所述的空心型模铸造方法，其特征在于所述的孔洞的形式可以采取构架状或栅栏状或蜂窝状形式的。4.如权利要求1或2所述的空心型模铸造方法，其特征在于所述的空心置口是铁皮或其它材料的。5.如权利要求1所述的空心型模铸造方法，其特征在于所述的排气减压是(1)利用置口排气将实体泡沫...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋斌沅，
申请(专利权)人：蒋斌沅，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]