一種熔模精密鑄造方法

2023-05-31 01:14:56 1

一種熔模精密鑄造方法
【專利摘要】本發明公開一種熔模精密鑄造方法，步驟如下：製備產品的蠟模，將蠟模和澆注系統進行焊接得到模組，在模組的外表面塗上耐火材料，進行型殼的製造，將製作好的型殼進入脫蠟工序進行脫蠟，將脫蠟好的型殼進行焙燒，焙燒溫度800～900℃，焙燒時間2～3h，將焙燒後的型殼裝入到的砂箱中，然後加砂進行振動緊實，將振動緊實後的砂箱運送至澆注位置，澆注前，把真空管路與砂箱的對接口對接上，啟動真空系統將砂箱抽真空，向澆注系統內澆注產品合金液，產品材料合金液由澆注系統的澆口杯進入產品模型焙燒後所形成的型殼內，待產品材料合金液冷卻凝固後清理得鑄件。本發明具有鑄件表面無鼓包、縮孔、縮松等缺陷，鑄件尺寸更穩定的優點。
【專利說明】一種熔模精密鑄造方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及熔模鑄造【技術領域】，具體涉及一種熔模精密鑄造方法。

【背景技術】
[0002] 熔模精密鑄造作為一種傳統的鑄造工藝方法，具有鑄造產品表面光潔、尺寸精度 高等優點，但存在製造工序多的缺陷，特別是其中造型工序的存在更加大了勞動強度，增加 了製造成本。且由於在熔模精密鑄造的造型過程只是簡單用型砂把模殼埋上，型砂的支撐 強度和硬度都很差，從而致使在澆注後出現鑄件產品鼓包、縮孔、縮松等缺陷，鑄件的成品 率低，一直是熔模鑄造難以解決的問題。
[0003] 還有，國內目前80%左右的熔模鑄造企業仍然採用水玻璃工藝生產，製成的模殼 強度低，從而導致鑄件變形、鑄件尺寸穩定性低的缺陷，也是眾多此行業內的企業難以控制 的問題。


【發明內容】

[0004] 本發明針對上述現有技術的不足，提供一種鑄件表面無鼓包、縮孔、縮松等缺陷， 鑄件尺寸更穩定的熔模精密鑄造方法。
[0005] 為了解決上述技術問題，本發明的技術方案為：一種熔模精密鑄造方法，步驟如 下：
[0006] (1)使用模具進行注蠟製備產品的蠟模即熔模；
[0007] (2)將修光好的蠟模和澆注系統進行焊接得到模組；
[0008] (3)在模組的外表面塗上耐火材料，進行型殼的製造；
[0009] (4)將製作好的型殼進入脫蠟工序進行脫蠟；
[0010] (5)將脫蠟好的型殼進行焙燒，焙燒溫度800?900°C，焙燒時間2?3h;
[0011] (6)將焙燒後的型殼裝入到的砂箱中，然後加砂；
[0012] (7)將加好砂的砂箱運送至振動臺上，進行振動緊實；
[0013](8)將振動緊實後的砂箱運送至澆注位置，在砂箱上口覆蓋塑料薄膜並將澆注系 統直澆道口露出到塑料薄膜外，以便澆注；
[0014] (9)澆注前，把真空管路與砂箱的對接口對接上，啟動真空系統將砂箱抽真空；
[0015](10)向澆注系統內澆注產品合金液，產品材料合金液由澆注系統的澆口杯進入產 品模型焙燒後所形成的型殼內；
[0016](11)待產品材料合金液冷卻凝固後清理得鑄件。
[0017] 本發明的澆注系統，包括澆口杯，設置於澆口杯下方的直澆道，所述的直澆道下方 連接有第一內澆道和第二內澆道，所述的第一內澆道與第二內澆道相互垂直且均與產品模 型所在的型殼相連通；採用上述這種特殊結構的澆注系統，可以保證澆注時可以從多個方 向進入型殼，避免從同一方向澆注的金屬液飛濺、湍流造成填充不緊實，且型殼填滿速度 快，金屬液冷卻、冷凝的時間差小，產品性能一致性高；且採用相互垂直的內澆道金屬液填 充的更加緊實、保證不留死角，最終製備出的產品無缺陷。
[0018] 本發明步驟（3)所述的在模組的外表面塗上耐火材料，進行型殼的製造，具體為： 將模組浸塗由320目石英粉8-12份，水玻璃0. 5-1. 5份，水8-12份配置的耐火塗料後，撒 上耐火材料石英砂，鋁礬土，再經乾燥、硬化；如此反覆多次直到耐火塗掛層達到40?50mm 的厚度，在模組上形成多層型殼，停放4h以上，使其充分硬化。
[0019] 本發明步驟（4)所述的將製作好的型殼進行脫蠟，具體為：採用熱水脫蠟，脫蠟水 溫控制在90-95 °C。
[0020] 本發明步驟（7)所述的將加好砂的砂箱運送至振動臺上，進行振動緊實，具體為： 振動頻率採用50HZ工頻，振幅控制在0. 4-lmm。
[0021] 本發明步驟（9)所述的澆注前，把真空管路與砂箱的對接口對接上，啟動真空系 統將砂箱抽真空，具體為：真空度控制在_〇. 03-0. 06MPa範圍內。
[0022] 本發明步驟（10)所述的產品合金液的重量百分比組成為：碳：0. 30-0. 37%矽： 0? 30-0. 50 %錳：0? 50-0. 80 %硫：彡 0? 035 %磷：彡 0? 035 %鉻：0? 80-1. 20 %鎳：彡 0? 03% 鉬：0. 20-0. 30%銅< 0. 25%，餘量為鐵。採用這種合金成分結合上述特殊的澆注系統，保 證鑄件不變形、鑄件尺寸穩定高。
[0023] 本發明的優點和有益效果為：
[0024] 1、採用本發明的造型緊實澆注抽真空的熔模精密鑄造方法，由於增加了機器造 型、振動緊實和澆注抽真空，因此解決了由於水玻璃模殼強度低的問題，這樣就不會使鑄件 產生鼓包，變形和尺寸不穩定的缺陷問題，鑄件的成品率大幅度提高；且由於採用機器造 型，型砂通過砂處理系統循環使用，從而大大減輕了勞動強度和車間粉塵汙染，降低了製造 成本。
[0025] 2、採用本發明的造型緊實澆注抽真空的熔模精密鑄造方法，使用澆注過程抽真 空，可以使型殼和造型砂緊密成一個牢固的整體，能夠抵抗住鋼液的衝擊壓力，從而使鑄件 產品尺寸更穩定，精度更高。
[0026] 3、採用本發明的造型緊實澆注抽真空的熔模精密鑄造方法，由於型砂是通過砂處 理進行循環使用，因為沒有廢砂的產生汙染比傳統熔模精密鑄造更加環保。
[0027] 4.本發明對澆注系統的結構進行了特殊的限定，同時也對澆注的金屬液的成分進 行了限定，並嚴格控制合適的真空度，三者結合，相互作用，使得澆注出的產品表面凹坑、氣 泡等缺陷少，產品成品率高，且澆注的更加緊實，產品各個部位的性能一致性高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028] 附圖1為本發明熔模精密鑄造方法的產品模型及澆注系統結構示意圖。
[0029] 如圖所示：1、直澆道（直澆道棒），2、內澆道，3、產品模型，4、澆口杯。
[0030] 附圖2本發明砂箱結構示意圖。
[0031] 如圖所示：5.砂箱本體，6.真空接口，7.真空室，8.真空室上部通氣篩網（主要是 起到透氣並能阻止型砂進入真空室）。

【具體實施方式】
[0032] 下面結合附圖通過具體實施例進一步描述本發明，但本發明不僅僅局限於以下實 施例。
[0033] 實施例
[0034] 製備步驟：
[0035] (1)產品選擇PRZ35,材料為ZG35CrlMo(碳：0? 30-0. 37 % 矽：0? 30-0. 50 % 錳： 0? 50-0. 80 %硫：彡 0? 035 %磷：彡 0? 035 %鉻：0? 80-1. 20 %鎳：彡 0? 03 %鉬：0? 20-0. 30% 銅< 0. 25% )，向產品膠模中注入蠟，製作出產品蠟模型80件即熔模，成型冷卻後，進行修 光（所謂修光即修整蠟模，一般的，注蠟後取出的蠟模或多或少存在一些問題；對於飛邊， 多重邊，夾痕，花頭不清晰或搭邊等缺陷可以用手術刀片修光）；
[0036] (2)將修光好的蠟模進行焊接、檢驗，用焊接法即用薄片狀的烙鐵，將熔模的連接 部位融化，把鑄件的熔模與澆注系統組合焊在一起，得到模組；
[0037] (3)將組合好的模組進行型殼的製造；型殼的製造工藝大體與傳統熔模精密鑄造 型殼的製造工藝相同，具體如下：將模組浸塗由320目石英粉10份，水玻璃1分，水10份配 置的耐火塗料後，撒上耐火材料石英砂，鋁礬土等，再經乾燥、硬化（是常溫乾燥，硬化），如 此反覆多次，直到耐火塗掛層達到需要的厚度為止（本實施例塗層厚度為40?50mm)，在模 組上形成多層型殼，停放4h以上，使其充分硬化。
[0038] (4)將製作好的型殼進行脫蠟，這裡採用的是熱水脫蠟，脫蠟水溫控制在 90_95 °C，在自動脫賭線上進彳丁脫賭；
[0039](5)將脫蠟好的型殼進行焙燒，焙燒溫度850°C，焙燒時間2. 5h，使得型殼內的泡 沫模型熔去；
[0040] (6)將焙燒後的型殼裝入特製的砂箱，砂箱具體結構如附圖2所示：包括箱體5,箱 體5內裝模組，砂箱上設有真空接口 6和真空室7,真空室上部設置通氣篩網8,然後向箱體 內加砂；
[0041] (7)將加好砂的砂箱運送至振動臺上，進行振動緊實，振動頻率採用50HZ工頻，振 幅控制在0. 4~1mm；
[0042] (8)將振動緊實後的砂箱運送至澆注位置，在砂箱上口覆蓋塑料薄膜（密封砂箱， 保持真空度）並將直澆道口露出到塑料薄膜外，以便澆注；
[0043] (9)澆注前，把真空管路與砂箱的對接口對接上，啟動真空系統將砂箱抽真空，真 空度控制在-0. 03-0. 06MPa範圍內；
[0044] (10)向型殼內澆注產品材料合金液，產品材料合金液由澆注系統的澆口杯4進入 直澆道棒1，經直澆道棒1兩側的內澆道2進入產品模型3焙燒後所形成的型殼內，其它與 傳統熔模精密鑄造澆注工藝相同；
[0045] (11)待產品材料合金液冷卻凝固4小時以上（其他產品根據產品壁厚有不同的工 藝要求）後清理得鑄件，清理工藝與傳統熔模精密鑄造澆注工藝相同；基本過程如下：採用 震動清理從鑄件上清除型殼，然後從澆注系統取下鑄件去除鑄件上粘附的型殼耐火材料， 鑄件熱處理後的去除氧化層等清理。
[0046] 上述產品蠟模的製作、蠟模進行修模、焊接、檢驗及與澆注系統組合、型殼的製造、 脫蠟、焙燒、澆注等過程大體和常規熔模精密鑄造技術相同；本發明主要發明點在於採用造 型緊實、澆注抽真空。
[0047] 將本發明的採用造型緊實澆注抽真空鑄造方法生產的產品進行檢驗，其結果如 下：80件產品鑄件表面無鼓包等鑄造缺陷。
[0048] 將其中5件產品進行尺寸檢驗，結果如表1。
[0049] 表1鑄件尺寸
[0050]

【權利要求】
1. 一種熔模精密鑄造方法，其特徵在於：步驟如下： (1) 使用產品模具進行注蠟，製備出待鑄造的產品的蠟模即熔模； (2) 將蠟模修光然後與澆注系統進行焊接得到模組； (3) 在模組的外表面塗上耐火材料，進行型殼的製造； (4) 將製作好的型殼進入脫蠟工序進行脫蠟； (5) 將脫蠟好的型殼進行焙燒，焙燒溫度800?900°C，焙燒時間2?3h ; (6) 將焙燒後的型殼裝入到的砂箱中，然後加砂； (7) 將加好砂的砂箱運送至振動臺上，進行振動緊實； (8) 將振動緊實後的砂箱運送至澆注位置，在砂箱上口覆蓋塑料薄膜並將澆注系統直 澆道口露出到塑料薄膜外，以便澆注； (9) 澆注前，把真空管路與砂箱的對接口對接上，啟動真空系統將砂箱抽真空； (10) 向澆注系統內澆注產品合金液，產品材料合金液由澆注系統的澆口杯進入產品模 型焙燒後所形成的型殼內； (11) 待產品材料合金液冷卻凝固後清理得鑄件。
2. 根據權利要求1所述的熔模精密鑄造方法，其特徵在於：所述的澆注系統，包括澆口 杯，設置於澆口杯下方的直澆道，所述的直澆道下方連接有第一內澆道和第二內澆道，所述 的第一內澆道與第二內澆道相互垂直且均與產品模型所在的型殼相連通。
3. 根據權利要求1所述的熔模精密鑄造方法，其特徵在於：步驟（3)所述的在模組的 外表面塗上耐火材料，進行型殼的製造，具體為：將模組浸塗由320目石英粉8-12份，水玻 璃0. 5-1. 5份，水8-12份配置的耐火塗料後，撒上耐火材料石英砂，鋁礬土，再經乾燥、硬 化；如此反覆多次直到耐火塗掛層達到40?50mm的厚度，在模組上形成多層型殼，停放4h 以上使其充分硬化。
4. 根據權利要求1所述的熔模精密鑄造方法，其特徵在於：步驟（4)所述的將製作好 的型殼進行脫蠟，具體為：採用熱水脫蠟，脫蠟水溫控制在90-95°C。
5. 根據權利要求1所述的熔模精密鑄造方法，其特徵在於：步驟（7)所述的將加好砂 的砂箱運送至振動臺上，進行振動緊實，具體為：振動頻率採用50HZ工頻，振幅值控制在 0? 4_lmm〇
6. 根據權利要求1所述的熔模精密鑄造方法，其特徵在於：步驟（9)所述的澆注前，把 真空管路與砂箱的對接口對接上，啟動真空系統將砂箱抽真空，具體為：抽真空的真空度控 制在-0. 03-0. 06MPa範圍內。
7. 根據權利要求1所述的熔模精密鑄造方法，其特徵在於：步驟（10)所述的產品合金 液的重量百分比組成為：碳：〇? 30-0. 37%矽：0? 30-0. 50%錳：0? 50-0. 80%硫：彡0? 035% 磷：彡 0? 035%鉻：0? 80-1. 20%鎳：彡 0? 03%鉬：0? 20-0. 30%銅彡 0? 25%，餘量為鐵。
【文檔編號】C22C38/60GK104439074SQ201410699310
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月27日 優先權日:2014年11月27日
【發明者】趙曉航, 王亞偉 申請人:寧波通達精密鑄造有限公司