CN104162633A - 一种消失模铸造生产低碳钢上芯盘、冲击座加工方法 - Google Patents
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Abstract
一种消失模铸造生产低碳钢上芯盘、冲击座加工方法，用泡沫聚苯乙烯EPS制成与铸件形状相同但尺寸略大的发泡件，表面进行多次涂挂耐火材料涂层，然后将其放置在非粘结性的型砂中进行浇铸，利用熔融金属的高温使泡沫聚苯乙烯EPS发泡件燃烧气化，结合抽真空和边浇注边振动，金属液取代发泡件即形成了铸件。将消失模铸造技术运用于制造上芯盘、冲击座，不仅可以消除其组织缺陷，提高致密度和抗疲劳强度，而且尺寸精度高，减少清理，节省加工时间，组织致密，可实现大规模、大批量生产，自动化程度高，可以大大改善作业环境，与传统的上芯盘、冲击座的工艺技术相比，消失模铸造技术具有无与伦比的优势，具有广阔的前景。
Description
技术领域
本发明涉及铸造技术领域，具体涉及一种消失模铸造生产低碳钢上芯盘、冲击座加工方法 。
背景技术
冲击座是铁路车辆上的一个重要承载和需要耐冲击零件, 以往都是采用砂型铸造工艺， 普遍存在表面光滑度差、尺寸精度低、 缩松皮下气孔和夹杂特别是裂纹等缺陷， 对该产品的冲击韧性、疲劳强度等力学性能指标带来不利影响。 上芯盘具有体积大，属小批量生产，要求内部组织致密，强度高，抗疲劳强度高的特点。 由于锻件在内部组织和力学性能方面具有较强优势，因此，在重载铁路车辆上往往采用锻造技术制造关键零部件。运用锻造技术生产上芯盘、冲击座虽然能有效改善普遍存在的偏析、夹杂、缩松裂纹等问题，但是由于二者形状极为复杂，采用锻造几乎不可能成型，且对锻模及设备的要求极高，因此制造上芯盘、冲击座的工艺需要进一步改善和提高。
熔模铸造技术也可以用于不锈钢上芯盘、冲击座的制造。通常是指将易熔材料制成模样，在摸样表面包覆若干层耐火材料制成型壳，再将模样熔化排出型壳，从而获得无分型面的铸型，经高温焙烧后即可填砂浇注的铸造方法。而由于上芯盘、冲击座属于低碳钢，采用传统的铸造工艺，产品存在组织缺陷、致密度和抗疲劳强度均较差，而且铸造过程处理起来十分复杂。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种消失模铸造生产低碳钢上芯盘、冲击座加工方法，从而解决上述背景技术中的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种消失模铸造生产低碳钢上芯盘、冲击座加工方法，包括如下步骤：
（1）制作泡沫模型模具；
（2）采用EPS聚苯乙烯颗粒通过预发泡机进行预发泡，得到预发的珠粒；
（3）将预发的珠粒通过成型机注入模具，通过蒸汽加热进行再次发泡，发泡完全后将模样冷却后取出；
（4）将成型后的模样进行烘干72小时让模样充分脱水；
（5）将浇冒系统与模样进行粘接；
（6）配置特殊耐火涂料，进行浸涂，浸涂是指将“浇冒系统整体粘贴在模样”上后整体浸涂，目的是将特殊耐火涂料均匀涂在模样的表面，后入烘干房进行烘干，得到烘干后的产品；
（7）将专用砂箱放置在振动台上进行放砂，振动抹平；
（8）将步骤（6）中烘干后的产品放置于砂箱内，放砂振动，紧实后蒙上塑料薄膜；并再填砂80mm-100mm；
（9）放置浇口杯后，套上橡皮管开启真空泵；
（10）将填砂紧实后的砂箱中的泡沫点燃，通氧，以便泡沫完全燃烧，从而达到减少碳残留的目的；
（10）熔炼钢水进行浇注；
（11）在浇注过程中采取在振动的情况下浇注；
（12）铸件凝固过程中，逐步调整负压以改善砂型的退让性，从而可以避免铸件在凝固过程中因收缩受阻而产生裂纹。
作为一种改进，所述特殊耐火涂料为高铝耐火粉和粘结剂。
作为一种改进，所述特殊耐火涂料涂层的厚度为2-3mm。
本发明提供的消失模铸造是一项精确成型的铸造新方法，在消失模铸造中， 用泡沫聚苯乙烯EPS 制成与铸件形状相同但尺寸略大的发泡件，表面进行多次涂挂耐火材料涂层（涂层厚度控制在2-3mm），然后将其放置在非粘结性的型砂中进行浇铸，利用熔融金属的高温使泡沫聚苯乙烯EPS发泡件燃烧气化，结合抽真空和边浇注边振动， 金属液取代发泡件即形成了铸件。将消失模铸造技术运用于制造上芯盘、冲击座，不仅可以消除其组织缺陷，提高致密度和抗疲劳强度，而且尺寸精度高，减少清理，节省加工时间，组织致密，可实现大规模、大批量生产，自动化程度高，可以大大改善作业环境，与传统的上芯盘、冲击座的工艺技术相比，消失模铸造技术具有无与伦比的优势，具有广阔的前景。
由于采用了以上结构，本发明具有以下有益效果：
本发明采用的是消失模铸造技术，这种技术与传统的铸造技术相比具有无与伦比的优势，该方法具有型砂强度调整自如，铸件致密度高，组织性能好，使用寿命提高的优点，同时采取先烧后浇，泡沫在富氧的环境下充分燃烧，从而完全分解成CO2和H2O汽，产生的CO2和H2O汽通过负压将其排出砂型外，通过富氧燃烧，泡沫己完全消失，形成空壳，从而避免浇注过程中因泡沫气化不完全而导致钢水增碳，从根本上打破了“消失模工艺不能铸造低碳钢”的神话。
附图说明
图1为本发明使用装置的结构示意图；
1、砂箱； 2、干砂； 3、第一浇口杯； 4、第一冒口，5、第二冒口 6、第二浇口杯； 7、直浇道； 8、第一烘干后的产品； 9、内浇道； 10、振动电机； 11、管轴； 12、弹簧； 13、振动台台面； 14、出气管； 15、第二烘干后的产品。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
实施例1
一种消失模铸造生产低碳钢上芯盘、冲击座加工方法，包括如下步骤：
（1）制作泡沫模型模具；
（2）采用EPS聚苯乙烯颗粒通过预发泡机进行预发泡，得到预发的珠粒；
（3）将预发的珠粒通过成型机注入模具，通过蒸汽加热进行再次发泡，发泡完全后将模样冷却后取出；
（4）将成型后的模样进行烘干72小时让模样充分脱水；
（5）将浇冒系统与模样进行粘接；
（6）配置特殊耐火涂料，进行浸涂，浸涂是指将“浇冒系统整体粘贴在模样”上后整体浸涂，目的是将特殊耐火涂料均匀涂在模样的表面，后入烘干房进行烘干，得到烘干后的产品，特殊耐火涂料为高铝耐火粉和粘结剂，特殊耐火涂料涂层的厚度为2mm；
（7）将专用砂箱放置在振动台上进行放砂，振动抹平，使用的装置如图1所示；
（8）将步骤（6）中烘干后的产品放置于砂箱内，放砂振动，紧实后蒙上塑料薄膜；并再填砂80mm；
（9）放置浇口杯后，套上橡皮管开启真空泵；
（10）将填砂紧实后的砂箱中的泡沫点燃，通氧，以便泡沫完全燃烧，从而达到减少碳残留的目的；
（10）熔炼钢水进行浇注；
（11）在浇注过程中采取在振动的情况下浇注；
（12）铸件凝固过程中，逐步调整负压以改善砂型的退让性，从而可以避免铸件在凝固过程中因收缩受阻而产生裂纹。
实施例2
一种消失模铸造生产低碳钢上芯盘、冲击座加工方法，包括如下步骤：
（1）制作泡沫模型模具；
（2）采用EPS聚苯乙烯颗粒通过预发泡机进行预发泡，得到预发的珠粒；
（3）将预发的珠粒通过成型机注入模具，通过蒸汽加热进行再次发泡，发泡完全后将模样冷却后取出；
（4）将成型后的模样进行烘干72小时让模样充分脱水；
（5）将浇冒系统与模样进行粘接；
（6）配置特殊耐火涂料，进行浸涂，浸涂是指将“浇冒系统整体粘贴在模样”上后整体浸涂，目的是将特殊耐火涂料均匀涂在模样的表面，后入烘干房进行烘干，得到烘干后的产品，特殊耐火涂料为高铝耐火粉和粘结剂，特殊耐火涂料涂层的厚度为3mm；
（7）将专用砂箱放置在振动台上进行放砂，振动抹平；
（8）将步骤（6）中烘干后的产品放置于砂箱内，放砂振动，紧实后蒙上塑料薄膜；并再填砂100mm；
（9）放置浇口杯后，套上橡皮管开启真空泵；
（10）将填砂紧实后的砂箱中的泡沫点燃，通氧，以便泡沫完全燃烧，从而达到减少碳残留的目的；
（10）熔炼钢水进行浇注；
（11）在浇注过程中采取在振动的情况下浇注；
（12）铸件凝固过程中，逐步调整负压以改善砂型的退让性，从而可以避免铸件在凝固过程中因收缩受阻而产生裂纹。
实施例3
一种消失模铸造生产低碳钢上芯盘、冲击座加工方法，包括如下步骤：
（1）制作泡沫模型模具；
（2）采用EPS聚苯乙烯颗粒通过预发泡机进行预发泡，得到预发的珠粒；
（3）将预发的珠粒通过成型机注入模具，通过蒸汽加热进行再次发泡，发泡完全后将模样冷却后取出；
（4）将成型后的模样进行烘干72小时让模样充分脱水；
（5）将浇冒系统与模样进行粘接；
（6）配置特殊耐火涂料，进行浸涂，浸涂是指将“浇冒系统整体粘贴在模样”上后整体浸涂，目的是将特殊耐火涂料均匀涂在模样的表面，后入烘干房进行烘干，得到烘干后的产品，特殊耐火涂料为高铝耐火粉和粘结剂，特殊耐火涂料涂层的厚度为2.5mm；
（7）将专用砂箱放置在振动台上进行放砂，振动抹平；
（8）将步骤（6）中烘干后的产品放置于砂箱内，放砂振动，紧实后蒙上塑料薄膜；并再填砂90mm；
（9）放置浇口杯后，套上橡皮管开启真空泵；
（10）将填砂紧实后的砂箱中的泡沫点燃，通氧，以便泡沫完全燃烧，从而达到减少碳残留的目的；
（10）熔炼钢水进行浇注；
（11）在浇注过程中采取在振动的情况下浇注；
（12）铸件凝固过程中，逐步调整负压以改善砂型的退让性，从而可以避免铸件在凝固过程中因收缩受阻而产生裂纹。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.一种消失模铸造生产低碳钢上芯盘、冲击座加工方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）制作泡沫模型模具；
（2）采用EPS聚苯乙烯颗粒通过预发泡机进行预发泡，得到预发的珠粒；
（3）将预发的珠粒通过成型机注入模具，通过蒸汽加热进行再次发泡，发泡完全后将模样冷却后取出；
（4）将成型后的模样进行烘干72小时让模样充分脱水；
（5）将浇冒系统与模样进行粘接；
（6）配置特殊耐火涂料，进行浸涂，浸涂是指将“浇冒系统整体粘贴在模样”上后整体浸涂，目的是将特殊耐火涂料均匀涂在模样的表面，后入烘干房进行烘干，得到烘干后的产品；
（7）将专用砂箱放置在振动台上进行放砂，振动抹平；
（8）将步骤（6）中烘干后的产品放置于砂箱内，放砂振动，紧实后蒙上塑料薄膜；并再填砂80mm-100mm；
（9）放置浇口杯后，套上橡皮管开启真空泵；
（10）将填砂紧实后的砂箱中的泡沫点燃，通氧，以便泡沫完全燃烧，从而达到减少碳残留的目的；
（11）熔炼钢水进行浇注；
（12）在浇注过程中采取在振动的情况下浇注；
（13）铸件凝固过程中，逐步调整负压以改善砂型的退让性，从而可以避免铸件在凝固过程中因收缩受阻而产生裂纹。
2.根据权利要求1所述的一种消失模铸造生产低碳钢上芯盘、冲击座加工方法，其特征在于：所述特殊耐火涂料为高铝耐火粉和粘结剂。
3.根据权利要求1所述的一种消失模铸造生产低碳钢上芯盘、冲击座加工方法，其特征在于：所述特殊耐火涂料涂层的厚度为2-3mm。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20141126 |