離心式空壓機機體鑄件的鑄造方法
2023-12-09 14:49:36 1
專利名稱：離心式空壓機機體鑄件的鑄造方法
技術領域：
本發明涉及一種鑄造方法，特別是一種空調行業用離心式空壓機機體鑄件的鑄造方法。
背景技術：
離心式空壓機機體是大型場館用空調的空氣壓縮機的關鍵零部件，該零部件在機械設計上將齒輪傳動部分和渦輪增壓部分合二為一，達到了緊湊結構的效果。該機體鑄件渦輪增壓部分為高壓空氣提供存儲空間，在較高的氣體壓力下工作，因此要求鑄件有緻密的組織結構和較強的耐壓耐熱性能。灰鑄鐵具備的優良特性，如極佳的抗震性能、導熱性能，使之非常適合作為大型機械機體的主要材質，因而該離心式空壓機機體鑄件採用灰鑄鐵HT250牌號，其機械性能要滿足抗拉強度> 250Mpa,本體硬度170 230HBS。且不允許鑄件各部位有任何鑄造缺陷存在。該產品的技術指標特點為1.離心式空壓機機體設計壁厚最薄處20mm，最厚處超過100mm，壁厚極其不均勻， 給鑄件的凝固補縮造成很大困難。2.鑄件將齒輪箱體和渦輪增壓器結合為一體，結構極為複雜，要求多個砂芯相配合，給前期的工藝設計提出了較高的要求。3.該部件要求有良好的表面質量，尤其要保證鑄件內腔表面光滑，避免存在粘砂、 毛刺等缺陷。4.該鑄件為密封部件，內部儲存齒輪潤滑油和高壓氣體，因此鑄件內部不得存在任何缺陷，才能達到防滲耐壓的要求。因此如何滿足上述技術要求，成為成功鑄造該離心式空壓機機體的關鍵。
發明內容
本發明的目的是提供一種離心式空壓機機體的鑄造方法，以使生產出的離心式空壓機機體鑄件能夠滿足上述技術要求。為達到上述目的，本發明採用的技術方案是離心式空壓機機體的鑄造方法，其步驟包括混砂、造型、制芯、合型、爐料熔煉、出鐵孕育處理、澆注、冷卻、開箱、鑄件清理、產品質量檢驗；其中，所述爐料熔煉步驟包括爐料配置及熔煉，爐料配置的重量百分比為生鐵10 30 %、回爐料30 60 %、廢鋼10 60 % ； 中頻感應電爐熔煉，熔煉時過熱溫度1450 1550°C，出爐溫度1370 1460°C ；所述澆注採用多條內澆道分散澆注，鐵液從直澆道進入後經過下方有陶瓷過濾網的過濾器流入橫澆道，最後經由對應曲軸軸承孔的15#砂芯的兩個芯頭上各五道薄片狀內澆道及分型面上的兩條內澆道進入型腔，以達到分散熱量且快速充滿型腔的澆注效果，也避免了內澆口位置可能出現的縮松；在對應鑄件上型頂面法蘭位置及底腳位置分別設置保溫冒口，最大限度的對整個鑄件進行補縮。在造型、制芯過程中，對應空壓機機體鑄件兩個底腳的上型10#、11#砂芯，對應空壓機機體鑄件頂面法蘭的上型14#砂芯，對應空壓機機體鑄件觀察潤滑油孔的上型13#砂芯，對應空壓機機體鑄件加油孔的1 砂芯在吊芯時採用螺絲緊固的方式固定在上型，避免了翻箱合型時砂芯的移動，有效地保證了鑄件內腔的尺寸精度。所述的出鐵孕育處理工序包括出鐵後矽鐵孕育劑兩次孕育過程；所述的孕育劑兩次孕育即出鐵前在包底加入鐵液總重量0. 2 0. 5%的矽鐵孕育劑，隨後在出完鐵液後，進行第二次孕育，將0. 2 0. 5%的矽鐵孕育劑加到包面並進行攪拌扒渣；所用矽鐵孕育劑的粒度為3 25mm，矽鐵孕育劑的成分重量百分比為Si 72 75%、Al 0.4 1.5%、Ca 0. 4 1. 0%及Fe餘量。所述的澆注步驟中，鐵液經過孕育處理後，鐵液的澆注溫度在1330 1390°C ；最後鑄件產品的化學成分重量百分比為C 2. 8 3.2%、Sil. 8 2.2%、Mn 0.9 1.1%、 P 彡 0. 15%, S 彡 0. 12%, Sn 0. 04 0. 06%及 Fe 餘量。所述的經以上的熔煉孕育處理使澆注後的產品具有珠光體> 95%、石墨形態A 型、石墨長度3 5級的金相組織，以保證產品的機械性能要求。在橫澆道過濾器內放置泡沫陶瓷過濾片來過濾鐵液，去除鐵液中的雜質，防止產品產生夾渣缺陷。在造型步驟的塗料工序中，採用流塗工藝，即採用塗料流過型腔表面的形式上塗料。本發明的有益效果是本發明在工藝設計上採用鐵液由十二道薄片式內澆道分散注入的方式，達到了快速平穩充型的效果；同時由於內澆道設計多而薄，有效地分散了熱量，避免了內澆道位置常出現的因熱量集中而引起的縮松缺陷；上箱砂芯以採用螺絲固定的吊芯方式，可以使砂芯更加緊固，極好的保證型腔的尺寸；流塗方式有效地避免了傳統刷塗的刷痕，保證了優良的表觀質量。採用本發明所述的鑄造方法後，生產出的離心式空壓機機體鑄件抗拉強度 ^ 250Mpa，本體硬度170 230HBS。鑄件各部位沒有任何鑄造缺陷存在，完全符合客戶的技術要求。
圖1為本發明空調離心式空壓機機體鑄件的正視圖。圖2為圖1的俯視圖。圖3為圖1的後視圖。圖4為圖2的左視圖。圖5為圖2的後視圖。圖6為圖2的A-A剖視圖。
具體實施例方式實施例1參見圖1 圖6，本發明涉及一種空調行業用於大型場館的離心式空壓機機體鑄件的鑄造方法，包括如下步驟
1、混砂、造型及制芯空調離心式空壓機機體鑄件採用自動混砂機混制呋喃樹脂自硬砂後進行造型和製造1 15#砂芯。造型前在上模規定位置放置保溫冒口 21及排氣片，然後進行填砂、緊實、起模、修型，並進行刷塗料及表面燒乾處理。接著製造1 15#十五個砂芯1 15，並進行刷塗料及表面烘乾後放置備用。2、合型在上、下砂型中按順序下入1# 15#砂芯1 15，在過濾器中放置陶瓷過濾網兩片；吹淨上下型內的浮砂後，吊轉上型進行合型並用螺栓緊箱後等待澆注。3、爐料熔煉先配置爐料，爐料的組成重量百分比為生鐵30%、回爐料30%、廢鋼40%，然後將配置好的爐料依次序投入中頻感應電爐中進行鐵液熔煉，熔煉時過熱溫度為1500°C，靜置保溫5 10分鐘，讓鐵液中的雜質充分漂浮上來，用除渣劑覆蓋後將爐渣扒到爐外，防止雜質留存在鐵液中，之後降至熔煉溫度保溫並進行成分調整。4、出鐵孕育處理包括矽鐵孕育劑兩次孕育處理。鐵液出爐溫度為1430°C，出鐵前在包底加入鐵液總重量0.3%的矽鐵孕育劑，隨後在出完鐵液後，進行第二次孕育，將0.3%的矽鐵孕育劑加到包面並進行攪拌扒渣，最後蓋上保溫覆蓋劑去進行澆注。其中矽鐵孕育劑的化學成分重量百分比為Si 74%, Ca 0.6%,Al 0. 4%及！^餘量，矽鐵孕育劑的粒度為3 25謹。5、澆注鐵液的澆注溫度為1380°C。鐵液由澆口杯澆入後，經過直澆道16進入放有泡沫過濾網的過濾器20，擋住了鐵液中的雜質，降低了鑄件產生夾渣缺陷的可能。另外鐵液經過過濾片後，減緩了鐵液的流速，減輕了鐵液對鑄型的衝擊力，從而降低了衝砂的可能。鐵液隨後流入橫澆道17，最後經由15#砂芯兩個芯頭上各五道薄片狀內澆道18及分型面上的兩條內澆道19進入型腔，以達到分散熱量且快速充滿型腔的澆注效果，也避免了內澆口位置可能出現的縮松。最終鑄件產品的化學成分總量百分比為C3.05%、Si 2. 06%,Mn 1.03%, P 0. 042%, S 0. 056%, Sn 0. 055 及 Fe 餘量。6、冷卻開箱7、鑄件清理8、質量檢驗檢驗不合格的產品做淘汰報廢處理，合格的進入鑄件合格品倉庫暫存。表1本發明實施實例的主要工藝參數
權利要求
1.離心式空壓機機體的鑄造方法，其步驟包括混砂、造型、制芯、合型、爐料熔煉、出鐵孕育處理、澆注、冷卻、開箱、鑄件清理、產品質量檢驗；其特徵在於所述爐料熔煉步驟包括爐料配置及熔煉，爐料配置的重量百分比為生鐵10 30%、 回爐料30 60%、廢鋼10 60% ；中頻感應電爐熔煉，熔煉時過熱溫度1450 1550°C， 出爐溫度1370 1460°C ；所述澆注採用多條內澆道分散澆注，鐵液從直澆道進入後經過下方有陶瓷過濾網的過濾器流入橫澆道，最後經由對應空壓機機體鑄件曲軸軸承孔的15#砂芯的兩個芯頭上各五道薄片狀內澆道及分型面上的兩條內澆道進入型腔，以達到分散熱量且快速充滿型腔的澆注效果，也避免了內澆口位置可能出現的縮松；在對應鑄件上型頂面法蘭位置及底腳位置分別設置保溫冒口，最大限度的對整個鑄件進行補縮。
2.如權利要求1所述的離心式空壓機機體的鑄造方法，其特徵是，在造型、制芯過程中，對應空壓機機體鑄件兩個底腳的上型10#、11#砂芯，對應空壓機機體鑄件頂面法蘭的上型14#砂芯，對應空壓機機體鑄件觀察潤滑油孔的上型13#砂芯，對應空壓機機體鑄件加油孔的1 砂芯在吊芯時採用螺絲緊固的方式固定在上型，避免了翻箱合型時砂芯的移動，有效地保證了鑄件內腔的尺寸精度。
3.如權利要求1所述的離心式空壓機機體的鑄造方法，其特徵是，所述的出鐵孕育處理工序包括出鐵後矽鐵孕育劑兩次孕育過程；所述的孕育劑兩次孕育即出鐵前在包底加入鐵液總重量0. 2 0. 5%的矽鐵孕育劑，隨後在出完鐵液後，進行第二次孕育，將0. 2 0. 5%的矽鐵孕育劑加到包面並進行攪拌扒渣；所用矽鐵孕育劑的粒度為3 25mm，矽鐵孕育劑的成分重量百分比為Si 72 75%、Al 0.4 1.5%、Ca 0. 4 1.0%及佝餘量。
4.如權利要求1所述的離心式空壓機機體的鑄造方法，其特徵是，所述的澆注步驟中， 鐵液經過孕育處理後，鐵液的澆注溫度在1330 1390°C ；最後鑄件產品的化學成分重量百分比為C 2. 8 3. 2%、Si 1. 8 2. 2%、Mn 0. 9 1. 1 %、P 彡 0. 15%, S 彡 0. 12%, Sn 0. 04 0. 06%及Fe餘量。
5.如權利要求1所述的離心式空壓機機體的鑄造方法，其特徵是，所述的經以上的熔煉孕育處理使澆注後的產品具有珠光體> 95%、石墨形態A型、石墨長度3 5級的金相組織，以保證產品的機械性能要求。
6.如權利要求1所述的離心式空壓機機體的鑄造方法，其特徵是，在橫澆道過濾器內放置泡沫陶瓷過濾片來過濾鐵液，去除鐵液中的雜質，防止產品產生夾渣缺陷。
7.如權利要求1所述的離心式空壓機機體的鑄造方法，其特徵是，在造型步驟的塗料工序中，採用流塗工藝，即採用塗料流過型腔表面的形式上塗料。
全文摘要
離心式空壓機機體鑄件的鑄造方法，其步驟包括混砂、造型、制芯、合型、爐料熔煉、出鐵孕育處理、澆注、冷卻、開箱、鑄件清理、產品質量檢驗。本發明設計了多個砂芯來組成整個鑄件，並採用多條薄片式內澆道分散澆注的方式完成整個鑄件的澆注。鑄件的機械性能要滿足抗拉強度≥250Mpa，本體硬度170～230HBS。產品內部不存在任何鑄造缺陷。
文檔編號B22D1/00GK102451904SQ20101052813
公開日2012年5月16日 申請日期2010年11月1日 優先權日2010年11月1日
發明者徐清 申請人:上海華新合金有限公司