上軸承類鑄件的鑄造方法與流程
2023-07-24 04:05:46
本發明涉及軸承鑄造技術領域，特別是涉及一種上軸承類鑄件的鑄造方法。
背景技術：
上軸承是連杆式冰箱壓縮機的關鍵零件，是壓縮機運轉過程中的直接支撐軸，保證了壓縮機的運行平穩。
上軸承類鑄件一般是單重在0.5kg以下，模數在0.4以下的薄壁灰鐵小件，由於重量輕，壁厚薄，鑄造生產困難較大。
技術實現要素：
本發明主要解決的技術問題是提供一種上軸承類鑄件的鑄造方法，能夠解決現有上軸承鑄件因重量輕、厚度薄存在的鑄造難度大的問題。
為解決上述技術問題，本發明採用的一個技術方案是：提供一種上軸承類鑄件的鑄造方法，採用垂直澆注殼模疊型系統，包括如下步驟：
（1）根據上軸承鑄件的規格，選取相應的模具；
（2）製備砂芯：在剛性鑄鐵砂箱內，以覆膜砂為砂芯原料，利用射芯機和步驟（1）中選取的模具制砂芯，其中，所述砂芯包括底蓋芯、中間芯和澆口芯，再將所述底蓋芯、中間芯和澆口芯組裝；
（3）熔煉：稱取上軸承鑄件原料置於中頻電爐內熔煉成鐵水，並在1500～1550℃下出爐；
（4）孕育及澆註：將步驟（3）中熔煉後的鐵水隨流孕育，並根據實際需要控制隨流孕育量，然後將其澆注到步驟（2）中組裝好的砂型中；
（5）開箱獲得上軸承半成品，並進行性能測定；
（6）表面處理：將所得的半成品表面進行拋丸處理，然後進行打磨清理；
（7）鑄件檢驗合格後包裝入庫。
在本發明一個較佳實施例中，所述垂直澆注殼模疊型系統按鐵水流動方向依次包括澆口杯、總橫澆道，分配橫澆道，直澆道，薄片內澆口和排氣道。
在本發明一個較佳實施例中，所述直澆道為所述垂直澆注殼模疊型系統的阻流斷面，所述阻流斷面的面積計算公式為：
其中，A內為阻流內澆道面積，cm2；GL為流經內澆道的金屬液重量，kg；t為澆注時間，s；hp內為有效靜壓頭，cm。
在本發明一個較佳實施例中，所述步驟（2）中，所述制芯的工藝參數為：合模壓力0.5～0.7MPa，射砂壓力0.25～0.45MPa，射砂時間2～4s，芯盒溫度240～280℃，固化時間60～110s。
在本發明一個較佳實施例中，所述步驟（2）中，所述砂芯拼裝方法為：25片砂芯為一組，自下向上依次拼裝底芯、10片中間芯、3片澆口芯、10片中間芯和底芯，所述拼裝的砂芯上下兩面分別用夾板夾住，並用2根螺杆固定。
在本發明一個較佳實施例中，所述步驟（4）中，所述隨流孕育量為15～22g/10s；所述澆注的工藝參數為：澆注時間14～18s/箱，澆注溫度1350～1400℃。
在本發明一個較佳實施例中，所述步驟（5）中，所述開箱的工藝參數為：開箱時間15～25min，開箱溫度500℃以下。
在本發明一個較佳實施例中，所述步驟（6）中，所述半成品的性能參數為：抗拉強度≥200MPa，硬度150～230，珠光體≥15%，一次滲碳體≤1%。
在本發明一個較佳實施例中，所述步驟（7）中，所述拋丸的工藝參數為：彈丸材質為鋼丸，直徑為0.8～1.4mm；拋丸時間為20～25min/次。
本發明的有益效果是：本發明一種上軸承類鑄件的鑄造方法，操作簡便，容易實現，其採用垂直澆注殼模疊型系統，通過制芯、熔煉澆注等工藝參數的控制，有效降低了鑄件的缺陷，提高成品率，解決了上軸承類鑄件鑄造難度大的問題。
附圖說明
圖1是本發明垂直澆注殼模疊型系統的立體結構示意圖；
附圖中各部件的標記如下：1.總橫澆道，2.分橫澆道，3.直澆道，4.固定板。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特徵能更易於被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護範圍做出更為清楚明確的界定。
請參閱圖1，本發明實施例包括：
實施例1
上軸承是連杆式冰箱壓縮機的關鍵零件，是壓縮機運轉過程中的直接支撐軸，保證了壓縮機的運行平穩。
上軸承類鑄件在製備時，先根據上軸承的規格，選取相應的模具，即上軸承類模具，然後採用垂直澆注殼模疊型系統進行澆注成型。
垂直澆注系統的優點是方便利用澆注系統補縮，鐵水利用率高，鐵水壓力頭可控，一旦個別殼型破裂不影響其它型腔的鑄件。
垂直澆注殼模疊型系統由於在漏鐵水時能充分保證成品率，保證重要加工面無鑄造缺陷，屬於「容缺陷設計」，在實際生產中具有重要的價值。
該垂直澆注殼模疊型系統按照鐵水流動方向，依次包括澆口杯（未顯示）、總橫澆道1，分橫澆道2，直澆道3和薄片內澆口（未顯示）。其中，各部分佔系統的比例及其作用為：
澆口杯，佔比例為1.3～1.8，其作用為導引鐵水，方便澆注；
總橫澆道，佔比例為1.2，其作用為澆注初期快速大流量分配鐵水到各型；
分橫澆道，佔比例為1.1，其作用為從總橫澆道底部導鐵水，初步擋渣；
直澆道，佔比例為1，其作用為控制鐵水流速和流量，快速充滿澆注系統；
薄片內澆口，佔比例為2～3，其作用為擋渣，充型平衡，防止噴射；其中薄片內澆口的尺寸為2mm，擋渣效果好，也可採用壓邊為3mm的壓邊內澆口。
對於上軸承類灰鐵小件，一般取直流澆道作為阻流斷面，即為封閉-開放式澆注系統。其阻流斷面的設計根據流體力學公式計算為：
其中，A內為阻流內澆道面積，cm2；GL為流經內澆道的金屬液重量，kg；t為澆注時間，s；hp內為有效靜壓頭，cm。
計算時，為了保證「薄壁件應快速衝型」的原則，根據實際生產實踐，生產中採用兩倍的阻流斷面效果優異。由於Hp的不同，根據高低，不同排的鑄件內澆口面積不同。另外，在澆注系統上開設中間排氣道是相當重要的，尤其是型腔模數較多時。為了保證不進鐵水，中間排氣道應適當離開鐵水源6mm以上。
具體步驟如下：
製備砂芯：在剛性鑄鐵砂箱內，以覆膜砂為砂芯原料，利用射芯機和選好的模具制砂芯，並進行砂芯拼裝；所述制芯的工藝參數為：合模壓力0.5～0.7MPa，射砂壓力0.25～0.45MPa，優選為0.35MPa，射砂時間2～4s，優選為3s，芯盒溫度240～280℃，固化時間60～110s；制芯時應合模到位，注意汾河面披縫小於0.3mm，可夾一張紙檢驗；頂芯痕跡為-0.5～0mm。
上述放大得到的砂芯應形狀完整，無破損及填充不良，然後修整分型面處至0.2mm以下。砂芯包括底蓋芯、中間芯和澆口芯；其中，中間芯的上端全部開通；其寬度和模具的總橫澆道相同。
製備時，總橫澆道應朝下，防止擋住射砂通道，減少射砂口；同時總橫澆道之間留1～2mm間隙；儘量保證射砂時道路通暢。
砂芯的拼裝方法為：25片砂芯為一組，自下向上依次拼裝底芯、10片中間芯、3片澆口芯、10片中間芯和底芯，所述拼裝的砂芯上下兩面分別用夾板夾住，並用2根螺杆固定。
熔煉：稱取置於中頻電爐內熔煉成鐵水，並在1500～1550℃下出爐；其中，上軸承的原料包括如下重量份組分：C 4.4～4.6%，Si 0.06～0.3%，Mn 0.4～0.9%、P≤0.1%，S≤0.15%，其餘為鐵。
孕育並澆註：將上述熔煉後的鐵水隨流孕育，並根據實際需要控制隨流孕育量在15～22g/10s，且孕育要連續平穩，然後將其以澆注時間14～18s/箱，澆注溫度1350～1400℃的條件澆注到組裝好的砂型內，使其冷卻固化。
開箱：待鐵水在箱內冷至500℃以下後開箱，控制開箱時間在15～25min以內，開箱獲得的半成品風冷後進行性能測定，測試結果為：抗拉強度（σb）≥200MPa，硬度（HB）150～230，珠光體≥15%，一次滲碳體≤1%。
表面處理：將所得的半成品表面用直徑為0.8～1.4mm的鋼丸拋丸處理20～25min，使鑄件表面無粘砂和氧化皮，然後進行打磨清理；打磨時先用砂輪機打磨，再用手持砂輪機精確打磨，打磨時應勻速。
表面處理後的鑄件滿足如下條件即為合理，可包裝入庫：不存在冷隔、縮孔、縮松、裂紋、夾渣和澆不足等影響鑄件性能的缺陷；分型面飛邊和其他鑄件表面凸起部位均已去除；非加工區表面凹孔的直徑小於1.5mm，深度小於等於1mm；鑄件檢驗合格後包裝入庫。
以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。