CN106238680B - 一种汽车用鞍式牵引座的消失模铸造工艺 - Google Patents
一种汽车用鞍式牵引座的消失模铸造工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种汽车用鞍式牵引座的消失模铸造工艺，包括原料选取、预发泡、熟化、发泡成型、模型烘干、修整、粘接托架、设计浇注结构、涂料涂覆、预填充、埋箱造型、浇注、清理等步骤。本发明制造的牵引座表面光滑，内部金相结构均匀，抗冲击性强，耐疲劳强度高，该工艺过程能够连续批量生产铸件，生产效率高，环境污染小。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车用鞍式牵引座的铸造工艺，具体涉及一种汽车用鞍式牵引座的消失模铸造工艺。
背景技术
在国内，汽车鞍式牵引座的通常是由钢板冷压成型再经过焊接热处理的方式制造而成，这种制造方式制得的牵引座金相组织结构不均匀，内部应力大，抗冲击和耐疲劳强度低。在国外，鞍式牵引座采用普通砂型铸造而成，该工艺砂芯太多，占地面积太大，环境污染严重，且不能连续批量生产，故逐渐被淘汰。因此，急需开发一种新的汽车用鞍式牵引座的制造工艺。
发明内容
本发明的目的就是提供一种汽车用鞍式牵引座的消失模铸造工艺，以解决现有制造工艺成本高、污染严重、所得牵引座金相组织结构不均匀、内部应力大、抗冲击和耐疲劳强度低的问题。
本发明的目的是这样实现的：
一种汽车用鞍式牵引座的消失模铸造工艺，包括以下步骤：
a、珠粒的选取：选用STMMA珠粒，放置在25℃以下的干燥通风避免光照的环境保存；
b、珠粒预发泡：将选取的珠粒进行预发泡，预热时间为7~15s，加热时间为20~40s，发泡压力为0.025~0.035MPa，发泡温度90~95℃；
c、熟化：将预发泡的珠粒放置在干燥通风的环境中熟化，熟化时间为2~6h；
d、发泡成型：将熟化的珠粒料发泡成型，分别制得主模型块和副模型块，成型步骤包括合模、上料、锁模、模具预热、固定模和/或移动模穿透加热、保温延时、模具解锁以及脱模；
e、烘干：将所得主模型块和副模型块在温度为35~40℃，湿度为20~30%的条件下烘干至恒重；
f、粘接修整：将烘干后的主模型块和副模型块打磨圆润光滑，然后采用消失模专用胶将主模型块与副模型块粘接成一体，并将缝隙进行密封，得整体模型；
g、粘接托架：先将覆膜砂块粘接在托架上，待覆膜砂块与托架粘接强度合格后再通过基准平面对覆膜砂块进行整体水平打磨校准，合格后将模型粘接在水平校准的覆膜砂块上面，使覆膜砂块、模型、托架粘接为一体；
h、设计浇注结构：在粘接好托架的模型上设置直浇道和若干横浇道，在直浇道上口设置陶瓷浇口套；
i、组合浇铸系统：将设置好浇注结构的模型与浇冒口模型组合粘接，形成一体，并带有本体试块模型；
j、涂覆：将组合好的模型完全浸入涂料池子中，使模型的各部分都浸涂上涂料后取出，在温度为45~50℃，湿度为20~30%的环境中烘干8h以上，重复上述操作2~3遍，最终涂层的厚度为1.2~1.5mm；
k、模型质检：检查涂覆后的模型表面是否有漏涂或裂纹，出现漏涂时，使用涂料进行补刷，并保证最终厚度在1.2~1.5mm；出现裂纹时，将涂料调节成泥状，在裂纹处涂抹，直至裂纹消失；
l、预填充：采用树脂自硬砂对质检合格的模型进行预填充；
m、埋箱造型：将预填充后的模型簇竖向放入砂箱内，加砂，振实；
o、浇注：采用快-慢-快的方式浇注金属液，浇注温度为1470±10℃，压力保持在-0.045~-0.05MPa，浇注完成后，负压保持5min，得牵引座铸件；
p、清理：取出铸件，使铸件与干砂分离，将铸件表面清理干净即得到汽车用鞍式牵引座。
在本发明的所述步骤d中，在合模之前，先对模具进行手动预热，然后将模具蒸腔内表面吹干净，再合模。
在本发明的所述步骤j中，涂料搅拌比重值为1.75~2.2。
在本发明的所述步骤n中，金属液是由面包铁、硅铁、废钢、孕育剂和球化剂熔炼而成，金属液的出炉温度为1570±10℃。
本发明提供了一种鞍式牵引座的新工艺，通过原料选取、预发泡、熟化、发泡成型、模型烘干、修整、粘接托架、设计浇注结构、涂料涂覆、预填充、埋箱造型、浇注、清理等工序，制得了表面光滑，内部金相结构均匀，抗冲击性强，耐疲劳强度高的汽车用鞍式牵引座。本发明的工艺过程能够连续批量生产铸件，生产效率高，成本低，环境污染小。本发明克服了现有鞍式牵引座无法采用消失模铸造工艺生产的难题，具有深远的社会意义和可观的经济效益。
附图说明
图1为模型与托架粘接后的结构示意图。
图中，1、模型，2、托架，3、覆膜砂块。
具体实施方式
本发明采用消失模铸造工艺生产汽车用鞍式牵引座，其步骤主要包括珠粒选取、模型制作、振动造型、浇注和清理。以制造最大尺寸为1000mm×800mm×150mm、重量为110kg、主体壁厚为15mm的牵引座为例，其具体工艺步骤为：
a、珠粒的选取：选取在保质期范围内的凯斯特共聚料STMMA-3A#珠粒，放置在25℃以下的干燥通风避免光照的环境保存备用。
b、珠粒预发泡：使用全自动电-蒸汽预发机对选取的珠粒进行预发泡，膨胀室的发泡压力设定为0.025~0.035MPa，桶体保温温度设定为90~95℃，最好设定为93℃，预热时间设定在7~15s之间，加热时间设定在20~40s之间；预发泡后的珠粒干燥后密度控制在24~25g/L，且要求珠粒表面光亮圆整。
c、熟化：将预发泡后的珠粒放置在干燥通风的环境中熟化，熟化时间为2~6h，通常情况下，夏季控制熟化时间在2h左右，冬季控制熟化时间在6h左右；珠粒熟化后的有效使用期控制在一周之内。
d、发泡成型：将熟化的珠粒料发泡成型，模型分为主模型块和副模型块，主模型块和副模块分别成型，成型步骤包括合模、入料、锁模、模具预热、固定模和/或移动模穿透加热、真空延时、模具解锁以及脱模；在合模之前，应先对模具进行手动预热，然后再将模具蒸腔内表面吹干净，再合模，这样可以避免因模具水平面大、入料深度长而造成模型表面出现大面积水站位的缺陷；在入料过程中，模具缝隙要保持在4~5mm，锁模时间设定为0.5s；模具预热时间设定在15~25s之间，固定模穿透/移动模穿透次数设定在8~10次，主加热时间设定在15~25s之间，固定模水冷时间设定在180~240s之间，移动模水冷时间设定在100~150s之间；脱模为手动水压顶出脱模，可防止由于气压过大造成脱模变形。
e、烘干：将主模型块和副模型块在温度为35~40℃，湿度为20~30%的条件下烘干至恒重，一般控制在2.5~3天，以保证模型尺寸。
f、粘接修整：用400目或600目砂纸将主模型块和副模型块打磨圆润光滑，然后采用消失模专用胶将主模型块与副模型块粘接成一体，并使用消失模专用纸胶带或废报纸条将缝隙密封好；可根据需要在模型的指定位置以“塑料字”的形式粘接上铸件编号、商标图样等相关信息。
g、粘接托架：先将覆膜砂块粘接在托架上，待覆膜砂块与托架粘接强度合格后再通过基准平面对覆膜砂块进行整体水平校准，校准合格后将模型粘接在水平校准后的覆膜砂块上面，使模型1、覆膜砂块3、托架2粘接为一体，如图1所示；托架由若干架杆连接而成，用以支撑模型，从而避免模型在浇注过程中变形；覆膜砂块的高度应既能保证模型与托架之间留有足够的距离，又能保证具有足够的防变形能力。
h、设计浇注结构：在粘接好托架的模型上设置直浇道和三根横浇道，直浇道尺寸为40×40mm，在直浇道上口设有Ø45mm陶瓷浇口套，用于与浇口杯配合，横浇道的尺寸为30×35mm，内浇口最小截面尺寸为6×60/6×100mm。采用阶梯浇注的形式，让金属液充型时从下往上走，将浮渣顶到上部冒口中，保证牵引座的材质致密，质量稳定。
i、组合浇铸系统：将设置好浇注结构的模型与浇冒口模型组合粘接，形成一体，并带有本体试块模型。
j、涂覆：采用消失模球墨铸铁涂料对模型表面进行涂覆，具体方式为先将涂料干粉与水混合、搅拌配制成涂刷料，搅拌是在1000r/min的转速下搅拌1h以上，以保证涂料成分均匀；将模型完全浸入涂刷料池子中，使模型的各部分都浸涂上涂料后取出，放到支架上，待没有涂料从模型上滴下时放入烘干房，在温度为45~50℃，湿度为20~30%的环境中烘干10h以上，保证干透；模型表面通常要涂刷两遍涂料，浇注结构的直浇道和横浇道都要涂刷三遍，涂刷第一遍涂料时的涂料搅拌要求比重值为1.75，第二遍涂料的搅拌要求比重值为2.1~2.2，第三遍为2.2（只涂刷浇注结构），最终的涂料厚度为1.2~1.5mm。
k、模型质检：检查模型表面是否有漏涂或裂纹，出现漏涂时，使用波美度较大的涂料进行补刷，涂刷一遍后，使用工业吹风机局部加热（温度不宜过高），干透后，再涂刷第二遍，应保证最终厚度在1.2~1.5mm；出现裂纹时，将涂料调节成泥状，在裂纹处涂抹，直至裂纹消失，涂抹厚度不宜过厚，避免出现透气性差的情况。
l、预填充：质检之后，采用树脂自硬砂对合格的模型进行预填充，预填充是指对模型上不易振实充砂的部位预先进行振实填充，为了防止在振实过程中树脂自硬砂被振掉而起不到防粘砂的作用，可先在模型的预填充部位涂一层薄薄的消失模专用冷胶，再填充树脂自硬砂；
m、埋箱造型：先向砂箱内加入200kg底砂，频率20Hz下振实20s；将预填充后的模型簇竖向放入砂箱内，并使其与竖直方向呈一定夹角，然后每加砂1t，振实一次，振动频率为40Hz，时间为2min，直至加满至4.5t砂；可一次放入两个模型簇，以提高生产效率，两模型簇间隔200mm放置，以保证振实时不损坏模型。
o、浇注：采用慢-快-慢的方式浇注金属液，浇注时，撒放挡渣剂，快速扒渣，控制时间不超过15s，放置挡渣棉，上压铁块，浇注温度为1470±10℃，压力保持在-0.045~-0.05MPa，浇注总时间不可超过45s，浇注完成后，负压保持5min；所用的金属液由质量份数为90%的面包铁、1.4%硅铁、8.6%废钢以及适量的孕育剂和球化剂熔炼而成，金属液的出炉温度为1570±10℃。
p、清理：取出铸件，使铸件与干砂分离，将铸件表面清理干净，然后使用直径为0.8mm的细丸对铸件抛丸处理，每次抛丸10min，即得到毛坯成品汽车用鞍式牵引座。
Claims (4)
1.一种汽车用鞍式牵引座的消失模铸造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
a、珠粒的选取：选用STMMA珠粒，放置在25℃以下的干燥通风避免光照的环境保存；
b、珠粒预发泡：将选取的珠粒进行预发泡，预热时间为7~15s，加热时间为20~40s，发泡压力为0.025~0.035MPa，发泡温度90~95℃；
c、熟化：预发泡的珠粒在干燥通风的环境中熟化，熟化时间为2~6h；
d、发泡成型：将熟化的珠粒料发泡成型，分别制得主模型块和副模型块，成型步骤包括合模、入料、锁模、模具预热、固定模和/或移动模穿透加热、保温延时、模具解锁以及脱模；
e、烘干：将所得主模型块和副模型块在温度为35~40℃，湿度为20~30%的条件下烘干至恒重；
f、粘接修整：将烘干后的主模型块和副模型块打磨圆润光滑，然后采用消失模专用胶将主模型块与副模型块粘接成一体，并将缝隙进行密封，得整体模型；
g、粘接托架：先将覆膜砂块粘接在托架上，待覆膜砂块与托架粘接强度合格后再对覆膜砂块进行整体水平校准，然后将模型粘接在水平校准后的覆膜砂块上面，使覆膜砂块、模型、托架粘接为一体；
h、设计浇注结构：在粘接好托架的模型上设置直浇道和若干横浇道，在直浇道上口设置陶瓷浇口套；
i、组合浇铸系统：将设置好浇注结构的模型与浇冒口模型组合粘接，形成一体；
j、涂覆：将组合好的模型完全浸入涂料池子中，使模型的各部分都浸涂上涂料后取出，在温度为45~50℃，湿度为20~30%的环境中烘干8h以上，重复上述操作2~3遍，最终涂层的厚度为1.2~1.5mm；
k、模型质检：检查涂覆后的模型表面是否有漏涂或裂纹，出现漏涂时，使用涂料进行补刷，并保证最终厚度在1.2~1.5mm；出现裂纹时，将涂料调节成泥状，在裂纹处涂抹，直至裂纹消失；
l、预填充：采用树脂自硬砂对质检合格的模型进行预填充；
m、埋箱造型：将将预填充后的竖向放入砂箱内，加砂，振实；
n、浇注：造型完成后浇注金属液，浇注温度为1470±10℃，压力保持在-0.045~-0.05MPa，浇注完成后，负压保持5min，得牵引座铸件；
o、清理：取出铸件，使铸件与干砂分离，将铸件表面清理干净即得到汽车用鞍式牵引座。
2.根据权利要求1所述的汽车用鞍式牵引座的消失模铸造工艺，其特征在于，所述步骤d中，在合模之前，先对模具进行手动预热，然后将模具蒸腔内表面吹干净，再合模。
3.根据权利要求1所述的汽车用鞍式牵引座的消失模铸造工艺，其特征在于，所述步骤j中，涂料搅拌比重值为1.75~2.2。
4.根据权利要求1所述的汽车用鞍式牵引座的消失模铸造工艺，其特征在于，所述步骤n中，金属液是由面包铁、硅铁、废钢、孕育剂和球化剂熔炼而成，金属液的出炉温度为1570±10℃。
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2016
- 2016-08-30 CN CN201610780052.4A patent/CN106238680B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
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