具有深長通孔鑄鋼件的鑄造方法
2023-09-21 00:16:25
專利名稱：具有深長通孔鑄鋼件的鑄造方法
技術領域：
本發明與鑄鋼件的鑄造有關，特別是一種適用於具有深長通孔鑄鋼件的鑄造方法，例如低速柴油機軸承座的鑄造。
本發明的技術解決方案是一種具有深長通孔鑄鋼件的鑄造方法，其特徵在於採用厚壁無縫鋼管取代鑄鐵芯骨設計冷芯骨。
所述的水冷芯骨的無縫鋼管外縱向設有加強筋，且該加強筋距離鑄孔內壁應在5mm或5mm以上。
所述的水冷芯骨的無縫鋼管兩端分別接有小接口的封頭。
所述水冷芯骨既可採用直形無縫鋼管以適應於深長直通孔鑄件的鑄造；也可採用彎曲的金屬管以適應於異形內腔砂型(芯)鑄件的鑄造。
上述具有深長通孔的鑄鋼件的鑄造方法，其特徵在於具體包括下列步驟①.根據鑄件的通孔結構尺寸計算通孔砂芯澆注時所產生的浮力；②.根據鑄件通孔結構尺寸和浮力設計水冷芯骨，包括尺寸、形狀、加強筋設置方案；③.檢測水冷芯骨的剛性；④.檢測水冷芯骨的耐水壓性能，應能承受0.1Mpa水壓試驗10分鐘無滲漏；⑤.將水冷芯骨配箱後，連接好進、出水管；⑥.澆注；⑦.澆注時或澆注結束後通水冷卻，通過控制冷卻水流量控制出水口水溫不超過80℃；
⑧.按工藝規定時間關閉冷卻水；⑨.其餘按常規操作。
所述水冷芯骨剛性的檢測可按下述方法進行以水冷芯骨兩端為支點，支點之間的間距不小於通孔長度，兩支點之間的中點為力點，加兩倍浮力的負荷，水冷芯骨的變形不超過0.5mm。
所述水冷芯骨通冷卻水的時間通常為鑄件規定保溫時間的1/2。
本發明的技術效果1)按現有技術生產小型低速柴油機軸承座，每隻軸承座至少需要八隻芯撐。這些芯撐破壞了軸承座的整體性，鑄件提交前必須用碳弧氣刨刨去芯撐、焊補、打磨平整。僅此一項，每隻軸承座至少需要一個人工，還需消耗芯撐、碳棒、焊條和電能。折算費用約300元。因孔徑較小，處理孔內壁上的芯撐很困難，往往因不能滿足用戶要求而不能按時提交，生產計劃被打亂，工廠信譽受損害。利用本發明，可大大減少後處理工作量，縮短生產周期。
2)按現有技術生產低速柴油機軸承座，因鑄件件大壁厚，砂芯長時間處於高溫環境下被燒結；如果砂芯製作質量稍差或造型材料欠佳，極易產生鋼夾砂。輕微燒結或鋼夾砂，經過努力，勉強能夠清理，嚴重的只好報廢。採用本發明就可以解決鑄造生產中的這類實際問題，提高生產效率，提高鋼鑄件品質。
3)現有技術所用鑄鐵芯骨，只能使用一次；本發明的無縫鋼管水冷芯骨可反覆回收使用，可進一步降低成本。
圖1是現有鑄鋼件砂型結構示意圖。
圖2是本發明中無縫鋼管焊加強筋增加剛性示意圖。
圖3是本發明中大口經無縫鋼管焊接小接口封頭的示意圖。
圖4是本發明水冷砂芯組裝示意圖。圖中1—上砂型 2—下砂型 3—澆注系統 4—砂芯5—芯骨 6—芯撐 7—鑄件 8—冒口 9—無縫鋼管10—加強筋 11—小接口封頭 12—進水 13—出水本發明具有深長通孔鑄鋼件的鑄造方法的關鍵是採用厚壁無縫鋼管取代鑄鐵芯骨設計水冷芯骨；鑄型澆注時或澆注後對無縫鋼管通水冷卻。該鑄造方法具體包括下列步驟1.根據鑄件通孔結構尺寸計算通孔砂芯澆注時所受的浮力。
2.根據鑄件通孔結構尺寸和浮力設計水冷芯管，包括所選無縫鋼管的尺寸、形狀和加強筋的設置，因為無縫鋼管必須有足夠的剛性，保證砂芯在鋼液浮力作用下不變形，為了增加無縫鋼管的剛性，可沿無縫鋼管縱向焊接加強筋(見圖2)，加強筋距鑄孔內壁5mm以上，可根據孔徑確定，原則是不阻礙鑄件收縮。對於大直徑的無縫鋼管，為方便連結水管，可在無縫鋼管兩端焊接帶小接口的封頭(見圖3)。
3.檢測水冷芯骨的剛性，其方法為以水冷芯骨兩端為支點，支點之間的間距不小於通孔的長度，兩支點之間的中點為力點，施加兩倍浮力的負荷，水冷芯的變形不得超過0.5mm；4.檢測水冷芯骨的耐水壓性能，應能承受0.1Mpa水壓試驗10分鐘無滲漏；5.將經檢測合格的水冷芯骨配箱，如圖4所示，連接好進、出水管；6.澆注；7.澆注時或澆注結束後通水冷卻，並控制冷卻水流量，控制出水口的水溫不超過80℃，通水時間為鑄件規定保溫時間的1/2左右。連續通水，通過調節冷卻水流量控制出水溫度不大於80℃，可使無縫鋼管不會被加熱至高溫軟化，因此可保持其剛性，保證砂芯能抗鋼液浮力不變形；同時，冷卻水迅速帶走砂芯從鋼液吸收的大量的熱量，使砂芯溫度峰值降低，保持高溫的時間縮短，保證砂芯不燒結。由於冷卻水帶走大量的熱量，加快了鋼液的結晶、凝固的速度，制約了鋼液向砂芯滲透的主要條件，不會產生鋼夾砂缺陷。其組裝結構示意見圖4；8.通水時間一般為鑄件規定保溫時間的1/2左右，到時關閉冷卻水；9.其餘按常規操作。
本發明鑄造方法應用於低速柴油機軸承座的鑄造，取得了良好的技術效果，歸納超來，本發明鑄造方法具有下列優點1.不僅適用於具有深長通孔鑄鋼件的鑄造，而用採用彎曲的金屬管制作水冷芯骨也適用於鑄件異型內腔砂型(芯)的冷卻；2.不會產生砂芯燒結和鋼夾砂的問題，鑄件的成品率和質量得到很大提高，鑄造一件成功一件；3.無縫鋼管水冷芯骨可反覆回收使用，而且鑄件的後處理工作量大大減少，因而成本低、效益高。
權利要求
1.一種具有深長通孔鑄鋼件的鑄造方法，其特徵在於採用厚壁無縫鋼管取代鑄鐵芯骨設計冷芯骨。
2.根據權利要求1所述的具有深長通孔的鑄鋼件的鑄造方法，其特徵在於所述的水冷芯骨的先鋒鋼管外縱向設有加強筋，且該加強筋距離鑄孔內壁應在5mm或5mm以上。
3.根據權利要求1所述的具有深長通孔鑄鋼件的鑄造方法，其特徵在於所述的水冷芯骨的無縫鋼管兩端分別接有小接口的封頭。
4.根據權利要求1所述的具有深長通孔鑄鋼件的鑄造方法，其特徵在於所述水冷芯骨既可採用直形無縫鋼管以適用於深長直通孔鑄件的鑄造；也可採用彎曲的金屬管以適用於異性內腔砂型鑄件的鑄造。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的具有深長通孔的鑄鋼件的鑄造方法，其特徵在於具體包括下列步驟①.根據鑄件的通孔結構尺寸計算通孔砂芯澆注時所量的浮力；②.根據鑄件通孔結構尺寸和浮力設計水冷芯骨，包括尺寸、形狀、加強筋設置方案；③.檢測水冷芯骨的剛性；④.檢測水冷芯骨的耐水壓性能，應能承受0.1Mpa水壓試驗10分鐘無滲漏；⑤.將水冷芯骨一併配箱後，連接好進、出水管；⑥.澆注；⑦.澆注時或澆注結束後通水冷卻，通過控制冷卻水流量控制出水口水溫不超過80℃；⑧.按工藝規定時間關閉冷卻水；⑨.其餘按常規操作。
6.根據權利要求5所述的具有深長通孔的鑄鋼件的鑄造方法，其特徵在於所述水冷芯骨剛性的檢測可按下述方法進行以水冷芯骨兩端為支點，支點之間的間距不小於通孔長度，兩支點之間的中點為力點，加兩倍浮力的負荷，水冷芯骨的變形不超過0.5mm。
7.根據權利要求5所述的具有深長通孔的鑄鋼件的鑄造方法，其特徵在於所述水冷芯骨的通冷卻水的時間通常為鑄件規定保溫時間的1/2。
全文摘要
一種具有深長通孔鑄鋼件的鑄造方法，其關鍵是採用厚壁無縫鋼管制成水冷芯骨，鑄型澆注時或澆注後通過水冷芯骨通水冷卻，其優點是克服了現有鑄造方法的諸多弊病砂芯燒結、鋼夾砂、芯撐帶來的問題，鑄件成品率達100％，水冷芯管可反覆回收使用，鑄件的後處理工作量大大減少，因而成本低、效率高。
文檔編號B22C9/22GK1404941SQ0214501
公開日2003年3月26日 申請日期2002年11月4日 優先權日2002年11月4日
發明者王紅宇 申請人:滬東重機股份有限公司