一種風鎬缸體的鑄造方法及鑄模與流程

2023-07-24 03:50:21

本發明涉及一種風鎬缸體的鑄造方法及所用鑄模。

背景技術：

風鎬為礦山、鐵路、公路、隧道、工廠、建設施工工地等行業必備工具，主要起破碎作用，市場需求很大。我國幾大風動工具廠年生產幾十萬件各類風鎬，在使用風鎬保守估計有幾百萬件。

風鎬缸體為風鎬的主要核心部件，其為內通孔管件型鑄件，砂芯細長，當高溫鐵水充型澆注時，砂芯被鐵水包裹，因砂芯耐熱性有限，此時很容易造成砂芯彎曲、變形和潰散，導致鑄件內孔偏心失圓、內部夾砂等質量問題出現。因此，急需設計一種工藝來確保砂芯質量的穩定，從而減少鑄件質量問題，提高產品合格率。

技術實現要素：

本發明所要解決的問題是提供一種風鎬缸體的鑄造方法，該鑄造方法在高溫鐵水充型澆注時，能保持砂芯的穩定，使鑄件內孔成型符合質量要求，避免鑄件內孔偏心失圓、內部夾砂等質量問題出現；保證風鎬缸體的鑄造成型合格率。

本發明提供的技術方案是：一種風鎬缸體的鑄造方法，砂芯芯骨採用通管，通管管壁上鑽孔；鑄件造型下芯合箱後，芯骨通管接入主水管，等待澆注鑄件；鐵水在預定溫度開始澆注鑄件，澆注時打開進水管水閥，使芯骨通管通水；鑄件澆注完3min後，關閉水閥，鬆開進水管；扒箱得到風鎬缸體鑄件。

通過對風鎬缸體鑄件工藝過程分析，高溫鐵水澆注鑄件時，整個砂芯完全被鐵水包裹，鐵水凝固過程釋放大量熱量，砂芯受熱極易產生變形或潰散，導致鑄件內孔偏心失圓、鑄件內部產生夾砂現象。本發明採用熱平衡原理，通過調節流速和進水溫度，來調節溫度快慢。砂芯芯骨採用通管，通管上鑽孔，鐵水澆入型腔時通管接入主水管通水，水流迅速導熱降溫，降低砂芯瞬間溫度，保證砂芯強度，進而避免了砂芯的彎曲、變形和潰散。其理論計算過程如下：

金屬液以一定的溫度流經澆注系統進入型腔，金屬液與砂芯產生了熱交換，釋放熱量q1，充型完後，金屬液凝固過程繼續釋放熱量為q2。砂芯與金屬液接觸，自身吸收熱量為q3，水流帶走熱量為q4。根據熱平衡原理，即:q1+q2+q3+q4=0時，砂芯才能保持正常強度，抵抗鐵液的熱衝擊。因金屬液澆注溫度、型腔、砂芯等在製作過程中基本固定，其熱量可近似為常數qm（其值可參考工廠生產鑄件的經驗數據和測量來選定），即qm=q1+q2+q3。進而可得：當q4≥qm時，滿足設計要求。其中，

q4=ρ•v•c•（tj–ti）•t，可得，

式中：v：水流速；tj：出口水溫；ti：進口水溫；ρ：水密度；c：水的比熱容；t：通水時間。

因此，本發明所述芯骨通管通水的水流速v按下式獲得，

式中：tj：出口水溫；ti：進口水溫；ρ：水密度；c：水的比熱容；t：通水時間；qm為金屬液在澆注過程中釋放的熱量（其值可參考工廠生產鑄件的經驗數據和測量來選定）。

本發明還提供了一種風鎬缸體鑄模，包括外模和內模，所述內模為插入並貫穿外模的砂芯，砂芯芯骨採用通管，通管管壁上設有通孔。

所述通管為圓形通管。

所述外模由砂箱和設置於砂箱內的型砂構成。

本發明使用時，鐵水澆入鑄模型腔時通管接入主水管通水，水流迅速導熱降溫，降低砂芯瞬間溫度，保證砂芯強度，進而避免了砂芯的彎曲、變形和潰散；避免鑄件內孔偏心失圓、內部夾砂等質量問題出現；使鑄件內孔成型符合質量要求，保證風鎬缸體的鑄造成型合格率。通管管壁上設通孔（即貫穿管壁的穿孔），一方面芯骨通管表面的不規則結構保證砂子粘附通管上，增加附著力，另一方面保證芯子受熱時產生的氣體和熱量可以迅速通過孔導入芯骨通管，避免氣孔缺陷的發生。

附圖說明

圖1為本發明風鎬缸體水冷砂芯外部整體示意圖；

圖2為本發明風鎬鑄型內部結構示意圖；

圖3為本發明芯骨通管示意圖。

具體實施方式

參見圖1-3，本發明所述的風鎬缸體鑄模，包括外模和內模，所述內模為插入並貫穿外模的砂芯5，砂芯芯骨3採用通管，通管側壁設有貫穿孔10。

所述通管為圓形通管。

所述外模由砂箱9和設置於砂箱9內的型砂7構成。

本發明風鎬缸體的鑄造方法，鑄件造型8下芯合箱後，芯骨通管3接入主水管1，等待澆注鑄件4。鐵水在預定溫度開始澆注鑄件，澆注時打開進水管2水閥6，使芯骨通管3通水；水流迅速導熱降溫，降低砂芯5瞬間溫度，保證砂芯強度，進而避免了砂芯的彎曲、變形和潰散；避免鑄件內孔偏心失圓、內部夾砂等質量問題出現；使鑄件內孔成型符合質量要求，保證風鎬缸體的鑄造成型合格率。鑄件澆注完3min後，關閉水閥，鬆開進水管。扒箱得到風鎬缸體鑄件4。

所述芯骨通管通水的水流速v按下式獲得，

式中：tj：出口水溫；ti：進口水溫；ρ：水密度；c：水的比熱容；t：通水時間。

本發明採用熱平衡原理，通過調節流速和進水溫度，來調節溫度快慢。

本發明優點及意義

（1）砂芯芯骨採用通管，通管上鑽孔，鐵水澆入型腔時通管接入主水管通水，水流帶走熱量，工藝過程操作簡單，並提高了鑄件的合格率。

（2）水流迅速導熱降溫，降低砂芯瞬間溫度，保證型砂砂芯剛度，進而避免了砂芯的彎曲變形。

（3）水流帶走熱量，降低了包裹鐵水對砂芯的燙傷，避免了粘結劑的受熱失效，減少了因砂芯潰散產生的夾砂缺陷。