CN110586869A - 一种法兰球塞阀体的熔模铸造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种法兰球塞阀体的熔模铸造工艺，涉及材料成型技术，用于解决普通铸造工艺尺寸精度低的问题，包括以下步骤：倒模，将法兰球塞阀体放入原始模中，然后往法兰球塞阀体和原始模之间的缝隙内倒入橡胶，制取法兰球塞阀体的外形模；铸蜡，将蜡熔融后倒入外形模内，待蜡彻底冷却凝固后得到形状尺寸与法兰球塞阀体完全相同的蜡模；制壳，以蜡模为依据，制作型腔与蜡模完全相同的模壳；浇筑，将金属熔融后倒入模壳内，待金属完全冷却凝固后，获得铸件法兰球塞阀体；本发明具有以下优点和效果：先制作倒模，再制作模壳的方式能够尽可能减小模具与产品之间的尺寸误差，从而使铸件成型后具有更高的尺寸精度。
Description
技术领域
本发明涉及材料成型技术，特别涉及一种法兰球塞阀体的熔模铸造工艺。
背景技术
材料成型方法主要有铸造、锻造、粉末冶金、挤压、轧制、拉拔等，其中，铸造和锻造是应用最多的成型方法。锻造由于是通过锤击塑性，因此其尺寸精度较难把握，而铸造由于成品与铸模一致，尺寸精度较好把握，因此在工业上具有更广的应用。
目前，申请公布号为CN105728700A的中国发明专利公开了一种黄铜电极座的铸造工艺，包括卧置立浇半金属型铸造工艺和卧置倾斜爬坡浇注砂型铸造工艺，所述卧置立浇半金属型铸造工艺用于批量生产，所述卧置倾斜爬坡浇注砂型铸造工艺用于板件长度小于1800mm，宽度小于1400mm，厚度小于160mm的黄铜电极座。
如上所述的铸造工艺，由于采用的是砂型铸造，而砂型铸造在制作砂型模具的过程中存在落砂、脱砂等情况，因此其制造出的产品可能会存在砂眼、缩孔等缺陷，容易导致铸件的尺寸精度出现较大偏差。
发明内容
本发明的目的是提供一种法兰球塞阀体的熔模铸造工艺，能够减少铸件产品的砂眼及缩孔等缺陷，从而达到提高铸件尺寸精度的目的。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种法兰球塞阀体的熔模铸造工艺，包括以下步骤：
S1 倒模，将法兰球塞阀体放入原始模中，然后往法兰球塞阀体和原始模之间的缝隙内倒入橡胶，待橡胶彻底凝固后，分模取出法兰球塞阀体，随后将成型的橡胶倒模从法兰球塞阀体上剥落，获得法兰球塞阀体的外形模；
S2 铸蜡，将蜡熔融后倒入外形模内，待蜡彻底冷却凝固后得到形状尺寸与法兰球塞阀体完全相同的蜡模；
S3 制壳，以蜡模为依据，制作型腔与蜡模完全相同的模壳；
S4 浇筑，将金属熔融后倒入模壳内，待金属完全冷却凝固后，获得铸件法兰球塞阀体。
通过采用上述方案，先倒模，然后以倒模制作与法兰球塞阀体形状、尺寸一致的蜡模，再以蜡模制作浇注用模壳能够精准获得与所需产品近乎一致的模具，这样金属在浇注后就能够获得尺寸精度更高的铸件，相比起普通铸造工艺来说，有蜡模作为模壳型腔的支撑，也能够减少模壳制作过程中型腔内耐火砂的脱落，其模具尺寸能够进行更好的把控，从而达到提高铸件尺寸精度的目的。
本发明的进一步设置为：所述蜡模在制作完成后，还需要进行组树，组树的具体步骤为：首先以蜡为原料制作蜡座，然后用喷枪炙烤蜡座的表面，使其表面产生熔融，再迅速将蜡模按压到蜡座的熔融部位，按照同样的方法将多个蜡模焊接到蜡座上，形成蜡树。
通过采用上述方案，将多个蜡模整合到一个蜡座上后，能够增加单个模壳内的产品铸造数量，且蜡树上复合的蜡模越多，就意味着铸件脱模后能够获得的法兰球塞阀体数量也越多，这样在批量生产的情况下能够大大提高产品的生产效率。
本发明的进一步设置为：所述蜡模在制作完成后还需要进行修蜡，修蜡的具体过程为：用美工刀轻轻刮除蜡模上的合模线和孔内毛刺，直至蜡模表面平整圆滑，且每次下刀的刮除厚度不超过0.1mm，随后用羊毛毡对蜡模表面进行精磨。
橡胶倒模是由两部分相组合形成一个完整模具的，因此蜡模在浇注成型后会在外表面留下合模线或毛刺等瑕疵，这些瑕疵会影响铸件的浇注精度，因此需要进行修正，通过采用上述方案，每次细微下刀控制在0.1mm以内能够尽可能减小蜡模在修正过程中的偏差量，并且羊毛毡精磨即不容易让蜡模产生余料损失，同时还能够让蜡模表面更加光洁，从而使蜡模具有更好的尺寸精度。
本发明的进一步设置为：所述制壳的具体方法为：首先将蜡树浸没于泥浆内，取出后晾至蜡树表面泥浆平滑，再往其表面泼撒耐火砂，晾至泥浆干燥后，再以同样的方式裹上至少三层耐火砂，获得模壳。
通过采用上述方案，泥浆的颗粒非常细腻，凝固成型后其与蜡模相接触的表面能够做到近乎等同的光洁度，因此以其制成的模壳能够具有良好的尺寸精度，且泥浆本身带有一定粘性，能够将耐火砂粘在自身上，同时耐火砂能够增加泥浆的粘稠度，限制泥浆产生流动，这样模壳能够具有更好的尺寸稳定性；而裹三层耐火砂则是为了增加模壳的厚度，以提高模壳的力学强度，从而确保模壳的使用质量。
本发明的进一步设置为：所述模壳在制造完成后需要进行脱蜡，具体脱蜡方法为：将模壳倒置放入烧造炉内，以火焰对模壳进行炙烤，模壳内的蜡模熔化后经由模壳浇注口流出，且模壳中的泥浆经烧造后彻底固结，将模壳的尺寸彻底稳固。
通过采用上述方案，将膜壳倒置烧造，那么膜壳内的膜壳受到高温烘烤产生熔化后能够经由浇注口流出，有助于蜡液的除净，而烧造能够让模壳中的泥浆陶瓷化，以强化模壳的力学性能，进而提高法兰球塞阀体的铸造精度。
本发明的进一步设置为：法兰球塞阀体在浇注成型后还需要进行后处理，后处理包括：切割浇注口，切割浇注口时，需余留浇口0.3mm，然后改用砂带机进行打磨，以确保产品切口平整，且在切割及打磨过程中禁止伤损产品表面。
任何铸件在浇注成型后都会在浇注口处留下由浇道形成的废料，这部分废料都需要进行切除，通过采用上述方案，在切割时预留0.3mm的浇口以打磨的形式进行去除，能够方便对铸件的尺寸进行掌控，同时打磨的方式也能够尽可能修除产品铸造过程所产生的合模线及毛刺等瑕疵，从而使得成品具有更好的尺寸精度及外形质量。
本发明的进一步设置为：后处理还包括表面处理，表面处理时将法兰球塞阀体挂于抛丸机内，用直径为0.2~0.3mm的钢丸以60m/s的速度连续冲击法兰球塞阀体的外表面，且在将铸件放入抛丸机之前，必须以毛毡或泡沫塞入法兰球塞阀体的内腔作为保护。
通过采用上述方案，抛丸处理能够强化铸件的表面，以提高其力学强度，同时保证其芯部韧性，而往法兰球塞阀体内塞东西，则是为了保护其内腔，内腔是需要与阀芯进行配合的，尺寸精度要求很高，因此需要进行隔绝保护，同时外表面抛丸处理后，能够使阀体整体能够承受更大的水压，从而使得具有更好的耐用性能。
本发明的进一步设置为：后处理还包括成品检验，检验标准为：内表面严禁气孔、砂眼、缺料等缺陷，浇口位置加工后无切伤，外表面允许轻微缩孔，且缩孔的尺寸需小于0.1mm2。
通过采用上述方案，内表面是要与阀芯进行配合的，因此尺寸精度要求较高，绝对不能存在气孔、砂眼等缺陷，否则阀芯装入后会产生气隙，那就会产生漏气、漏水等产品质量问题，而外表面不进行配合，可以允许少量缺陷，但缺陷若过大则会导致阀体壁厚过薄，进而影响阀体的整体强度，因此需控制在0.1mm2。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.先制作倒模，再制作模壳的方式能够尽可能减小模具与产品之间的尺寸误差，从而使铸件成型后具有更高的尺寸精度；
2.将蜡模进行组树后能够增加单次浇注的产品量，从而提高产品的生产效率；
3.对膜壳进行烧造能够让泥浆陶瓷化，以固化膜壳的尺寸，防止泥浆及耐火砂产生流动，使模壳具有更高的尺寸稳定性，从而进一步提高铸件的成型精度；
4.外表面抛丸处理能够提高阀体的表面强度，同时羊毛毡及泡沫等又能够对阀体的内腔形成保护，进而使阀体能够具有更高的抗压性能，从而使阀体能够具有更持久的耐用度。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，一种法兰球塞阀体的熔模铸造工艺，包括以下步骤：
S1 倒模，首先需要先按照一比一制作法兰球塞阀体样品，然后将法兰球塞阀体样品放入原始模中，之后往法兰球塞阀体和原始模之间的缝隙内倒入橡胶，待橡胶彻底凝固后，分模取出法兰球塞阀体，随后将成型的橡胶倒模从法兰球塞阀体上剥落，获得法兰球塞阀体的外形模。
S2 铸蜡，将蜡熔融后倒入外形模内，待蜡彻底冷却凝固后得到形状、尺寸与法兰球塞阀体完全相同的蜡模。
蜡模在制作完成后，需要先对其进行修蜡，修蜡的具体操作过程为：用美工刀轻轻刮除蜡模上的合模线和孔内毛刺，在刮除的过程中每次下刀的刮除厚度不超过0.1mm，直至蜡模表面平整圆滑，随后用羊毛毡装到电钻上使其高速旋转对蜡模表面进行精磨。
蜡模修正完成后，还需要进行组树，具体操作步骤为：以蜡为原料制作蜡座，并用喷枪炙烤蜡座的表面，使其表面产生熔融，再迅速将蜡模按压到蜡座的熔融部位，待蜡冷却凝固后，蜡模就会粘结在蜡座上，且蜡模和蜡树之间需设置切削段，以便后期铸件成型时作为裁切余量。随后按照同样的方法将多个蜡模以并行排列的方式焊接到蜡座上，形成蜡树，那么每个蜡树上都将具有多个法兰球塞阀体的蜡模，这样单次浇注就能够获得多个铸件产品。
S3 制壳，以蜡树为依据，将蜡树浸没于泥浆中，取出后先晾置3至5min，待蜡树表面的泥浆流平，并近乎不再滴液时，往其表面均匀泼撒耐火砂，制取模壳粗坯。耐火砂裹粘于蜡树表面上后，静置20~30min，让泥浆初步干燥，然后以同样的手法浸染泥浆并裹粘耐火砂至少三次，以增加模壳的厚度。
模壳粗坯形成后，还需对其进行脱蜡以及固化处理，具体处理方法为：将模壳粗坯倒置放入烧造炉，先以170~190℃的火焰对膜壳粗坯进行烘烤，待膜壳内部的蜡树完全融化并经由浇注口流出后，将蜡液从烧造炉内移出，然后以1100~1200℃的火焰对模壳进行烘烤，使泥浆陶瓷化，进而使模壳彻底固结，制得成品模壳。
S4 浇筑，在烧造模壳的同时将金属进行熔融，金属可以选用钢材，将钢材熔融后倒入模壳内，待金属完全冷却凝固后，获得铸件法兰球塞阀体。
铸件取出后还需要进行修正处理，具体操作方法为：首先以法兰球塞阀体上的切削段为起始用液压剪将剪断，然后切除多余的由浇注口所形成的废料，同时在切除废料时，需余留0.3mm的量，改用砂带机进行打磨，确保铸件产品无切削毛刺的产生，同时也是为了便于控制铸件的切削精度。
铸件进行修正处理后，还需进行后处理，具体处理方法为：首先以毛毡或泡沫塞入法兰球塞阀体的内腔作为保护，然后将法兰球塞阀体挂于抛丸机内，用直径为0.2~0.3mm的钢丸以40~60m/s的速度连续冲击法兰球塞阀体的表面，抛丸完成后，还需要对成品进行检验。
检验标准为：法兰球塞阀体的内表面无气孔、砂眼、缺料等缺陷，浇口位置加工后无切伤，外表面允许轻微缩孔，缩孔的分布密度必须小于25个/ m2，且缩孔的尺寸需小于0.1mm2。
采用这种工艺制造的法兰球塞阀体，其尺寸精度接近样品的尺寸，同时每个模壳都是一次性使用，也避免了模具多次使用之后的磨损误差，同时抛丸处理又能够强化产品的表面性能，提高铸件的抗拉性能，从而使产品具有更好的尺寸精度和更久的耐用度。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种法兰球塞阀体的熔模铸造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1 倒模，将法兰球塞阀体放入原始模中，然后往法兰球塞阀体和原始模之间的缝隙内倒入橡胶，待橡胶彻底凝固后，分模取出法兰球塞阀体，随后将成型的橡胶倒模从法兰球塞阀体上剥落，获得法兰球塞阀体的外形模；
S2 铸蜡，将蜡熔融后倒入外形模内，待蜡彻底冷却凝固后得到形状尺寸与法兰球塞阀体完全相同的蜡模；
S3 制壳，以蜡模为依据，制作型腔与蜡模完全相同的模壳；
S4 浇筑，将金属熔融后倒入模壳内，待金属完全冷却凝固后，获得铸件法兰球塞阀体。
2.根据权利要求1所述的一种法兰球塞阀体的熔模铸造工艺，其特征在于：所述蜡模在制作完成后，还需要进行组树，组树的具体步骤为：首先以蜡为原料制作蜡座，然后用喷枪炙烤蜡座的表面，使其表面产生熔融，再迅速将蜡模按压到蜡座的熔融部位，按照同样的方法将多个蜡模焊接到蜡座上，形成蜡树。
3.根据权利要求1所述的一种法兰球塞阀体的熔模铸造工艺，其特征在于：所述蜡模在制作完成后还需要进行修蜡，修蜡的具体过程为：用美工刀轻轻刮除蜡模上的合模线和孔内毛刺，直至蜡模表面平整圆滑，且每次下刀的刮除厚度不超过0.1mm，随后用羊毛毡对蜡模表面进行精磨。
4.根据权利要求1所述的一种法兰球塞阀体的熔模铸造工艺，其特征在于：所述制壳的具体方法为：首先将蜡树浸没于泥浆内，取出后晾至蜡树表面泥浆平滑，再往其表面泼撒耐火砂，晾至泥浆干燥后，再以同样的方式裹上至少三层耐火砂，获得模壳。
5.根据权利要求4所述的一种法兰球塞阀体的熔模铸造工艺，其特征在于：所述模壳在制造完成后需要进行脱蜡，具体脱蜡方法为：将模壳倒置放入烧造炉内，以火焰对模壳进行炙烤，模壳内的蜡模熔化后经由模壳浇注口流出，且模壳中的泥浆经烧造后彻底固结，将模壳的尺寸彻底稳固。
6.根据权利要求1所述的一种法兰球塞阀体的熔模铸造工艺，其特征在于：法兰球塞阀体在浇注成型后还需要进行后处理，后处理包括：切割浇注口，切割浇注口时，需余留浇口0.3mm，然后改用砂带机进行打磨，以确保产品切口平整，且在切割及打磨过程中禁止伤损产品表面。
7.根据权利要求6所述的一种法兰球塞阀体的熔模铸造工艺，其特征在于：后处理还包括表面处理，表面处理时将法兰球塞阀体挂于抛丸机内，用直径为0.2~0.3mm的钢丸以60m/s的速度连续冲击法兰球塞阀体的表面，且在将铸件放入抛丸机之前，必须以毛毡或泡沫塞入法兰球塞阀体的内腔作为保护。
8.根据权利要求7所述的一种法兰球塞阀体的熔模铸造工艺，其特征在于：后处理还包括成品检验，检验标准为：内表面严禁气孔、砂眼、缺料等缺陷，浇口位置加工后无切伤，外表面允许轻微缩孔，且缩孔的尺寸需小于0.1mm2。
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- 2019-11-06 CN CN201911074407.8A patent/CN110586869A/zh active Pending
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