一種真空負壓消失模鑄造工藝的製作方法
2023-06-01 11:42:06
專利名稱：一種真空負壓消失模鑄造工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種真空負壓消失模鑄造工藝，屬於鑄造技術領域。(二)
背景技術：
消失模鑄造技術是將鑄件尺寸形狀相似的泡沫型粘接組合成模型簇、刷塗耐火塗料並烘乾後，埋在幹石英砂中振動造型，在負壓 下澆注使模型氣化，液化金屬佔據模型位置，凝固冷卻後形成鑄件 的新型鑄造方法。它以鑄件的尺寸精度高、表面光潔、少汙染等突 出優點，較傳統的鑄造技術，具有強大的競爭力，被譽為二十一世 紀的鑄造技術，鑄造工業的綠色革命。現有技術中，普遍採用的消失模鑄造方法是1 、聚苯乙烯EPS或EPS和EPMMA混合的發泡材料分塊製成主要部件2、 將製成的各主要部件採用粘結劑粘合成與鑄件一致的整 體模型，3、 將模型置於砂箱中，4、 填入幹砂，對模型外腔及型芯部分同時進行三維振動緊6、 將熔化的金屬澆鑄到發泡材料製成的模型區域，模型氣化 消失，金屬置換模型，複製出與泡塑模型一樣的鑄件，冷 凝後，取出鑄件。 現有消失模鑄造技術無法直接鑄造帶有螺孔的鑄件，特別是帶 有小孔徑螺孔的鑄件，螺孔需要在鑄造出鑄件後，通過機加工的方 法在相應位置加工出略大於螺母的孔，最後將螺母焊入上述加工出 的孔內。其工藝複雜、加工成本高。
發明內容
本發明旨在提供一種真空負壓消失模鑄造工藝。 本發明的技術解決方案如下一種真空負壓消失模鑄造工藝，其特徵在於包括以下工藝步 1 、用聚苯乙烯EPS或EPS和EPMMA混合的發泡材料分塊製成主要部件2、 將製成的各主要部件採用粘結劑粘合成與鑄件主要形狀一致的整體模型，3、 用與所需加工的螺孔具有相同內表面幾何參數或僅內徑 大於螺孔內徑的1%。-6%。的長度較所需加工螺孔的深度大 於等於3mm的由兩部分組成的螺母模具，採用樹脂砂工藝 整體打出螺杆模樣，打出的螺杆模樣上端自然形成一個臺階。4、 將螺母拆開，將螺杆模樣取出，塗上塗料，烘乾處理，以 去除水分並使模樣尺寸穩定並具有一定的強度和剛度，5、 將步驟2中製成的整體模型定位，並在所需加工螺孔的位 置處割孔，所割孔徑略小於螺杆模樣的外徑，6、 將步驟4中製成的螺杆模樣插入步驟5中的割孔中，組裝 形成最終模型，7、 將最終模型塗上塗料，烘乾處理，8、 將模型置於砂箱中，9、 填入幹砂，對模型外腔及型芯部分同時進行三維振動緊 實，10、 在砂箱上部覆蓋塑料膜並對砂箱內抽真空，11、 將熔化的金屬澆鑄到發泡材料製成的模型區域，模型氣化 消失，金屬置換模型，複製出與泡塑模型一樣的鑄件，冷 凝後，取出鑄件。進一步的技術方案為所述步驟3中，採用內徑大於所需加工的螺孔內徑的3%。-5%>的 螺母以樹脂砂整體打出螺杆模樣。 又再進一步的技術方案為所述步驟5中，在所需加工螺孔的位置處割孔的孔徑小於螺杆 模樣的外徑O. 01-0. 05mm。 更為具體的技術方案為步驟1中，採用泡沬塑料板來切割、加工、粘接製作模樣時，模樣表面必須光滑，不得有明顯凸起和凹陷，其形狀和尺寸準確地 符合模樣圖的要求，使澆注的鑄件外部質量合格。分塊製成主要部件。經過乾燥處理，去除水分並使模樣尺寸穩定，並具有一定的強 度和剛度，以保證操作過程中不被損壞或變形。步驟2模樣組合一粘結中，將製成的各主要部件採用粘結劑粘 合成與鑄件主要形狀一致的整體模型，另外，模樣與澆冒口系統組 成模樣組，也採用粘合工序。所述粘結劑不僅需要有低的發氣性、 足夠高的強度，還必須有相對快幹的性能。可採用溶劑揮髮型，熱 熔劑(如石臘等)。粘接時粘接負數可為0.1 0.3mm，可在上下泡沬 模片各取一半(S/2 ),也可取在其中一個泡沬模片上。對於薄壁 粘接時可進行增厚處理。步驟4、 7中，所述塗料需保證透氣性指標、強度指標、粘度指 標、懸浮性和塗附性指標。上述各指標可採用與現有技術中相同的 參數值。可採用與現有技術中已有的塗料。在塗上塗料時，單件小批中大型模樣可採用刷塗法，批量較大 形狀複雜的小型模樣應選用浸塗法和淋塗法，對於薄壁、易變形或 易損壞模樣應採用噴塗法，上述幾種方法可以結合使用。塗敷要全面、均勻，不得有末上塗料的暴露部位。步驟4、 7中，塗料層的烘乾時，可以在45 55。C下烘乾2 10h, 同時控制溼度《30Rh。烘乾過程模樣要合理布置和支撐防止變形，烘乾透，乾燥後的 模樣應放置在溼度較小的地方，防止吸潮。步驟8中，將模型置於砂箱中，應設計好澆注位置，包括模樣 在砂箱中的位置、確定澆注金屬引入方式以及一箱澆注鑄件的數量 及布置。內澆道儘量選擇在非重要加工面上，直澆道可採用中空的 EPS模樣,直澆道與模樣間距不可過小，以防充型過程中砂型溫度升 高使模樣變，澆口杯應足夠大防斷流,穩定金屬壓頭防嗆火。步驟9中，填入幹砂，對模型外腔及型芯部分同時進行三維振動 緊實，可以採用振動加速度為1 2g(g為重力加速度)，振動頻率為 50 60Hz，振幅為0. 5 1mm，振動時間30 60s。步驟10中，真空度可以控制在O. 03 0. 05MPa。步驟11中，將熔化的金屬澆鑄到發泡材料製成的模型區域，模 型氣化消失，金屬置換模型，複製出與泡塑模型一樣的鑄件，冷凝 後，取出鑄件。澆注溫度可為1450 1700°C 。當然，上述更為具體的技術方案中的各個參數，可採用與現有技 術中相同的參數值。也可以為任何可行的其它參數值。以上步驟1、 2、 7、 8、 9、 10、 11均為與現有技術相同的技術。以上所有這些， 對於本領域技術人員而言，均為公開的(如，黃天佑等，消失模鑄造 技術，機械工業出版社，2004.4)和應知的，這裡就不作詳述了。以上述工藝澆鑄可以直接鑄造帶有螺孔的鑄件,加工出的螺孔能 夠保證精度毋需再加工。能直接鑄造帶有孔徑為1吋(25. 4 mm)的螺 孔的鑄件，創造出鑄造界直接鑄造小孔徑螺孔而毋需再加工的先例。 特別適用於鑄件上螺孔數量多、尺寸小、精度高的鑄件的真空負壓 消失模鑄造。在鑄件產品上螺孔( L、異形孔)直接成型免除機加工節約成本、資源且精度、定位、鑄件質量高，工藝技術易掌握，生 產管理方便。方便地實現了發明目的。本發明鑄造方法，可鑄造料盤、料筐、料架、輥、梁、立柱、滑塊、滑軌、工夾具、葉片、葉輪等各種鑄件。可鑄造ZG30Cr26Ni5、 ZG30Gr20NM0、 ZG35Cr26Ni 12 、 ZG35Gr28Ni 16 、 ZG40Cr25Ni20 、 ZG0Gr18Ni9Ti等各種普通及特殊用途的耐熱鋼、不鏽鋼、耐磨蝕合 金鋼鑄件。 具體實施例方式以下將結合實施例對本發明做進一步詳細說明 實施例1， 一種真空負壓消失模鑄造工藝，包括以下工藝步驟 1 、 用聚苯乙烯EPS混合的發泡材料分塊製成主要部件，採用 泡沬塑料板來切割、加工、粘接製作模樣時，保證模樣表 面光滑，不得有明顯凸起和凹陷，其形狀和尺寸準確地符 合模樣圖的要求。分塊製成主要部件，乾燥去除水分，使 模樣尺寸穩定並具有一定的強度和剛度。2、 將製成的各主要部件採用濟南宗遠鑄材科技有限公司公司生產的消失模熱熔膠粘結劑粘合成與鑄件主要形狀一 致的整體模型，3、 用與所需加工的螺孔僅內徑大1%。的、其餘內表面幾何參 數完全相同的、長度較所需加工螺孔的深度長3mm的、由 兩部分組成的螺母模具，採用樹脂砂工藝整體打出螺杆。 打出的螺杆模樣上端自然形成一個臺階。4、 將組合螺母拆開，將螺杆模樣取出，用浸塗法塗上山東祥 宇機械製造集團公司生產的消失模鑄造用塗料，烘乾處 理，以去除水分並使模樣尺寸穩定並具有一定的強度和剛 度，5、 將步驟2中製成的整體模型定位，並在所需加工螺孔的位 置處割孔，所割孔徑小於螺杆模樣的外徑0. 01mm，6、 將步驟4中製成的螺杆模樣插入步驟5中的割孔中，使螺 杆露出割孔兩側，組裝形成最終模型，7、 以噴塗法將最終模型塗上上述塗料，在45'C下烘乾，控制 溼度《30Rh至烘乾透，乾燥後的模樣應放置在溼度較小的 地方，防止吸潮。8、 將模型置於砂箱中，設計好澆注位置，包括模樣在砂箱中 的位置、確定澆注金屬引入方式以及一箱澆注鑄件的數量 及布置。選擇在非重要加工面上為內澆道。9、 填入幹砂，對模型外腔及型芯部分同時進行三維振動緊 實，採用振動加速度2g(g為重力加速度)，振動頻率60Hz， 振動振幅0. 5mm，振動時間60s10、 在砂箱上部覆蓋塑料膜並對砂箱內抽真空，真空度至 0.05MPa。11、 將熔化的金屬澆鑄到發泡材料製成的模型區域，澆注溫度 為160(TC，模型氣化消失，金屬置換模型，複製出與泡塑 模型一樣的鑄件，冷凝後，取出鑄件。實施例2，一種真空負壓消失模鑄造工藝，包括以下工藝步驟1 、用聚苯乙烯EPS和EPMMA混合的發泡材料分塊製成主要 部件，採用泡沬塑料板來切割、加工、粘接製作模樣時， 保證模樣表面光滑，不得有明顯凸起和凹陷，其形狀和尺 寸準確地符合模樣圖的要求。分塊製成主要部件，乾燥去 除水分，使模樣尺寸穩定並具有一定的強度和剛度。2、 將製成的各主要部件採用濟南宗遠鑄材科技有限公司公 司生產的消失模熱熔膠粘結劑粘合成與鑄件主要形狀一 致的整體模型，3、 用與所需加工的螺孔具有相同內表面幾何參數或僅內徑 大6%。的長度較所需加工螺孔的深度長5mm的由兩部分組 成的螺母模具，採用樹脂砂工藝整體打出螺杆。打出的螺 杆模樣上端自然形成一個臺階。4、 將組合螺母拆開，將螺杆模樣取出，用浸塗法塗上山東祥 宇機械製造集團公司生產的消失模鑄造用塗料，烘乾處 理，以去除水分並使模樣尺寸穩定並具有一定的強度和剛 度，5、 將步驟2中製成的整體模型定位，並在所需加工螺孔的位 置處割孔，所割孔徑小於螺杆模樣的外徑0. 05mm，6、 將步驟4中製成的螺杆模樣插入步驟5中的割孔中，使螺 杆露出割孔兩側，組裝形成最終模型，7、 以噴塗法將最終模型塗上上述塗料，在55。C下烘乾，控制 溼度《30Rh至烘乾透，乾燥後的模樣應放置在溼度較小的 地方，防止吸潮。8、 將模型置於砂箱中，設計好澆注位置，包括模樣在砂箱中 的位置、確定澆注金屬引入方式以及一箱澆注鑄件的數量 及布置。選擇在非重要加工面上為內澆道。9、 填入幹砂，對模型外腔及型芯部分同時進行三維振動緊 實，採用振動加速度2g(g為重力加速度)，振動頻率60Hz， 振動振幅0. 5mm，振動時間60s10、 在砂箱上部覆蓋塑料膜並對砂箱內抽真空，真空度至 0. 05MPa。11、 將熔化的金屬澆鑄到發泡材料製成的模型區域，澆注溫度 為170(TC，模型氣化消失，金屬置換模型，複製出與泡塑 模型一樣的鑄件，冷凝後，取出鑄件。即可以真空負壓消失模鑄造工藝直接鑄造出帶有螺孔的鑄件。
權利要求
1、一種真空負壓消失模鑄造工藝，其特徵在於包括以下工藝步驟(1)用聚苯乙烯EPS或EPS和EPMMA混合的發泡材料分塊製成主要部件(2)將製成的各主要部件採用粘結劑粘合成與鑄件主要形狀一致的整體模型，(3)用與所需加工的螺孔具有相同內表面幾何參數或僅內徑大於螺孔內徑的1‰-6‰的長度較所需加工螺孔的深度大於等於3mm的由兩部分組成的螺母模具，採用樹脂砂工藝整體打出螺杆模樣，打出的螺杆模樣上端自然形成一個臺階。(4)將螺母拆開，將螺杆模樣取出，塗上塗料，烘乾處理，以去除水分並使模樣尺寸穩定並具有一定的強度和剛度，(5)將步驟2中製成的整體模型定位，並在所需加工螺孔的位置處割孔，所割孔徑略小於螺杆模樣的外徑，(6)將步驟4中製成的螺杆模樣插入步驟5中的割孔中，組裝形成最終模型，(7)將最終模型塗上塗料，烘乾處理，(8)將模型置於砂箱中，(9)填入幹砂，對模型外腔及型芯部分同時進行三維振動緊實，(10)在砂箱上部覆蓋塑料膜並對砂箱內抽真空，(11)將熔化的金屬澆鑄到發泡材料製成的模型區域，模型氣化消失，金屬置換模型，複製出與泡塑模型一樣的鑄件，冷凝後，取出鑄件。
2、 根據權利要求1所述的真空負壓消失模鑄造工藝，其特徵在 於所述步驟(3)中，採用內徑大於所需加工的螺孔內徑的3%。-5%。的螺母模具以樹脂砂整體打出螺杆模樣。
3、 根據權利要求1所述的真空負壓消失模鑄造工藝，其特徵在 於所述步驟(5)中，在所需加工螺孔的位置處割孔的孔徑小於螺杆 模樣的外徑O. 01-0. 05mm。
全文摘要
本發明涉及一種真空負壓消失模鑄造工藝，屬於鑄造技術領域。它通過增加用與所需加工的螺孔具有相同內表面幾何參數或僅內徑略大的螺母以樹脂砂整體打出螺杆模樣；將螺杆模樣取出、塗上塗料、烘乾處理；再在製成的整體模型所需加工螺孔的位置處割孔；最後將已製成的螺杆模樣插入所述割孔中，組裝形成最終模型這幾個步驟，即可以真空負壓消失模鑄造工藝直接鑄造出帶有螺孔的鑄件，創造出鑄造界直接鑄造小孔徑螺孔而毋需再加工的先例。加工出的螺孔能夠保證精度毋需再加工。特別適用於鑄件上螺孔數量多、尺寸小、精度高的鑄件的真空負壓消失模鑄造。
文檔編號B22C9/04GK101332501SQ200810021118
公開日2008年12月31日 申請日期2008年7月25日 優先權日2008年7月25日
發明者吳正海, 孔德禮, 孔維民, 楊衛根, 樹長根 申請人:泰州市永昌冶金設備有限公司