專利名稱：基于失蠟空殼的負(fù)壓干砂與鐵丸激冷的振動(dòng)鑄造工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于耐磨產(chǎn)品鑄造工藝方法領(lǐng)域，特別是一種基于失蠟空殼的負(fù)壓干砂與鐵丸激冷的振動(dòng)復(fù)合鑄造工藝方法。
背景技術(shù)：
消失模鑄造是將用EPS或者STMMA共聚料制成的白模填埋在型砂里，抽真空緊實(shí)后由澆口杯澆入金屬熔液。消失模模樣遇金屬熔液汽化形成型腔，金屬熔液充盈型腔凝固成為鑄件。消失模鑄造工藝采用真空負(fù)壓技術(shù)，造型容易，鑄型剛度好，但消失模鑄造工藝也有其先天的弱點(diǎn)，即鑄件上容易出現(xiàn)增碳、冷卻速度慢、組織不致密等缺陷。熔模鑄造又稱“失蠟鑄造"，通常是指在易熔材料制成模樣，在模樣表面包覆若干層耐火材料制成型殼，再將模樣熔化排出型殼，從而獲得無分型面的鑄型，經(jīng)高溫焙燒后即可填砂澆注的鑄造方案。由于模樣廣泛采用蠟質(zhì)材料來制造，故常將熔模鑄造稱為“失蠟鑄
Ju. O熔模鑄造的長(zhǎng)處在于空殼澆注，完全無碳缺陷之擔(dān)憂。但它的短處在于常規(guī)熔模鑄造制殼7-8層，再裝入煤氣發(fā)生爐中，經(jīng)過800-90(TC高溫焙燒，使空殼涂層化學(xué)成分發(fā)生反應(yīng)，其目的是增加空殼的強(qiáng)度，在澆注時(shí)空殼不被鋼液漲破。其工序時(shí)間長(zhǎng)，且高溫焙燒又較為耗能，不符合國(guó)家節(jié)能減排的政策導(dǎo)向。在水泥礦山行業(yè)大規(guī)模應(yīng)用的耐磨鑄件均要求組織致密，硬度高，耐磨性能好。這對(duì)于傳統(tǒng)的消失模鑄造工藝來說，很難達(dá)到水泥礦山行業(yè)對(duì)耐磨鑄件的要求。采用熔模鑄造工藝鑄造的產(chǎn)品，雖然質(zhì)量較消失模工藝有所提高，但其工序多，工期長(zhǎng)，焙燒殼型又極為耗能，故綜合成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要避免消失模鑄造與熔模鑄造存在的不足之處，提供一種既能夠避免消失模鑄造工藝的增碳缺陷，又能夠解決由于冷卻速度慢造成的晶粒粗大、組織不致密等問題的基于失蠟空殼的負(fù)壓干砂與鐵丸激冷的振動(dòng)復(fù)合鑄造工藝方法。為此，本發(fā)明的技術(shù)方案為基于失蠟空殼的負(fù)壓干砂與鐵丸激冷的振動(dòng)復(fù)合鑄造工藝方法，具體步驟如下
(1)、制作石蠟?zāi)Ｐ?，浸蘸涂料，并噴灑第一層面砂?br> (2)、等步驟(1)中的模型晾干后，浸蘸結(jié)晶氯化鋁溶液，并噴灑背砂，晾干；
(3)、重復(fù)步驟(2)二到三次；
(4)、將步驟(3)中的模型放入蒸汽釜中，脫去石蠟，并烘干，為空殼；
(5)、將空殼裝入激冷砂箱的中間，四周的空隙為150-230mm，并在鑄件本體空殼與激冷砂箱之間的空隙處裝入40-60目的鋼丸；
(6)、在帶抽真空系統(tǒng)的砂箱中加入厚度為300-450mm的干砂墊底，并抹平；(7)、然后將激冷砂箱裝入帶抽真空系統(tǒng)的砂箱中，在激冷砂箱與帶抽真空負(fù)壓造型的砂箱之間填滿20-40目的干砂；
(8)、鋪塑料薄膜，放置澆口杯，吊裝在振動(dòng)澆注震實(shí)臺(tái)上，最后在邊抽真空邊振動(dòng)的情況下澆注；
(9)、保溫1-2小時(shí)后，清理出箱。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果
(1)、因?yàn)樵诒竟に嚪椒ㄖ?，?fù)壓技術(shù)與熔模鑄造相結(jié)合，徹底解決了消失模鑄造工藝的碳缺陷問題，同時(shí)利用負(fù)壓造型，穩(wěn)定了殼型的強(qiáng)度，減少了熔模制殼所需的掛涂層數(shù)， 并且不需要高溫焙燒，只需室內(nèi)通風(fēng)處晾干，節(jié)約煤、電等能源。(2)、因?yàn)樵诒竟に嚪椒ㄖ?，鐵丸激冷與振動(dòng)澆注工藝相結(jié)合，徹底解決了消失模鑄造工藝中鑄件冷卻速度較慢的問題，并且鑄件在振動(dòng)中凝固成型，有利于晶粒細(xì)化，提高鑄件組織性能。振動(dòng)凝固后合金的平均晶粒直徑可以降低到未振動(dòng)的40-50%。(3)、本發(fā)明采用負(fù)壓、熔模鑄造、鋼丸激冷、振動(dòng)澆注四合一工藝方法，徹底解決了傳統(tǒng)熔模鑄造鋼水利用率只有60%的難題，本發(fā)明通過激冷、振動(dòng)澆注，其補(bǔ)縮系統(tǒng)小， 鋼水利用率可達(dá)80%以上。綜述，本發(fā)明方法具有型砂強(qiáng)度高、激冷效果好的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合了消失模鑄造與熔模鑄造的工藝特點(diǎn)，消除了消失模鑄造所特有的泡沫氣化的碳缺陷，充分發(fā)揮了鋼丸的激冷效果，并在震動(dòng)的情況下澆注，細(xì)化了合金晶粒，使耐磨鑄件得到更高的致密度和硬度，更好的耐磨性能，減少了鑄件的廢品，降低了成本。


圖1為本發(fā)明的具體實(shí)例示意圖。1、震實(shí)臺(tái)支柱；2、帶抽真空負(fù)壓系統(tǒng)的砂箱；3、干砂；4、鋼丸；5、空殼；6、石棉布；7、激冷砂箱；8、真空管接口 ；9、震實(shí)臺(tái)臺(tái)面；10、振動(dòng)電機(jī)；11、空氣氣囊。
具體實(shí)施例方式結(jié)合圖1所示，基于失蠟空殼的負(fù)壓干砂與鐵丸激冷的振動(dòng)復(fù)合鑄造工藝方法， 其具體步驟為
(1)制作石蠟?zāi)Ｐ?，浸蘸涂料，并噴灑第一層面砂?br> (2)等步驟(1)中的模型晾干后，浸蘸結(jié)晶氯化鋁溶液，并噴灑背砂，經(jīng)市內(nèi)通風(fēng)處約1 個(gè)小時(shí)左右晾干；
(3)重復(fù)步驟(2)兩到三次；
(4)將步驟(3)中的模型放入蒸汽釜中，脫去石蠟，并烘干，為空殼5；
(5)將采用失蠟工藝制作的空殼5裝入激冷砂箱7中，四周空隙為150-230mm，并在鑄件本體空殼與激冷砂箱之間的空隙處裝入40-60目鋼丸4 (激冷砂箱的上開口用石棉布6
覆蓋)；
(6)在帶抽真空系統(tǒng)的砂箱2中加入300-450mm的干砂3墊底，并抹平；
(7)然后將激冷砂箱7裝入帶抽真空系統(tǒng)的砂箱2中，在激冷砂箱與帶抽真空負(fù)壓造型的砂箱之間填滿20-40目的干砂3 ；(8)鋪塑料薄膜，放置澆口杯，吊裝在振動(dòng)澆注震實(shí)臺(tái)上，最后在邊抽真空(通過真空管接口 8)邊振動(dòng)的情況下澆注；負(fù)壓為-0. 04到-0. 075Mpa，振動(dòng)頻率為10_120Hz、振幅為 0. 1-2. Omm ；
(9)保溫1-2小時(shí)后，清理出箱。采用該工藝生產(chǎn)的低合金鋼斗齒，抗拉強(qiáng)度道道1860Mpa以上，硬度達(dá)到HRC50以上，斷面收縮率達(dá)到35%以上。如圖1所示振動(dòng)澆注震實(shí)臺(tái)的主體由震實(shí)臺(tái)支柱1、震實(shí)臺(tái)臺(tái)面9、振動(dòng)電機(jī)10、 空氣氣囊11構(gòu)成，帶抽真空系統(tǒng)的砂箱2固定在震實(shí)臺(tái)臺(tái)面9上。所述的激冷砂箱7由柵格鋼板拼接而成，并且其大小隨鑄件大小而定，四周均比鑄件的空殼尺寸增大150-230mm。
權(quán)利要求
1.基于失蠟空殼的負(fù)壓干砂與鐵丸激冷的振動(dòng)復(fù)合鑄造工藝方法，具體步驟如下(1)、制作石蠟?zāi)Ｐ?，浸蘸涂料，并噴灑第一層面砂?2)、等步驟(1)中的模型晾干后，浸蘸結(jié)晶氯化鋁溶液，并噴灑背砂，晾干；(3)、重復(fù)步驟(2)二到三次；(4)、將步驟(3)中的模型放入蒸汽釜中，脫去石蠟，并烘干，為空殼；(5)、將空殼裝入激冷砂箱的中間，四周的空隙為150-230mm，并在鑄件本體空殼與激冷砂箱之間的空隙處裝入40-60目的鋼丸；(6)、在帶抽真空系統(tǒng)的砂箱中加入厚度為300-450mm的干砂墊底，并抹平；(7)、然后將激冷砂箱裝入帶抽真空系統(tǒng)的砂箱中，在激冷砂箱與帶抽真空負(fù)壓造型的砂箱之間填滿20-40目的干砂；(8)、鋪塑料薄膜，放置澆口杯，吊裝在振動(dòng)澆注震實(shí)臺(tái)上，最后在邊抽真空邊振動(dòng)的情況下澆注；(9)、保溫1-2小時(shí)后，清理出箱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于失蠟空殼的負(fù)壓干砂與鐵丸激冷的振動(dòng)復(fù)合鑄造工藝方法，其特征在于所述的激冷砂箱由柵格鋼板拼接而成，并且其大小隨鑄件大小而定， 四周均比鑄件的空殼尺寸增大150-230mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于失蠟空殼的負(fù)壓干砂與鐵丸激冷的振動(dòng)復(fù)合鑄造工藝方法，其特征在于在步驟(7 )中所抽真空的負(fù)壓為-0. 0 4到-0. 0 7 5Mp a，振動(dòng)頻率為 10-120Hz、振幅為 0. 1-2. 0mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于失蠟空殼的負(fù)壓干砂與鐵丸激冷的振動(dòng)復(fù)合鑄造工藝方法。特點(diǎn)是采用失蠟工藝制作的空殼裝入激冷砂箱中，并在空殼與激冷砂箱之間的空隙處裝入鋼丸，然后將激冷砂箱裝入帶抽真空負(fù)壓造型的砂箱中，在激冷砂箱與帶抽真空負(fù)壓造型的砂箱之間填滿干砂，鋪塑料薄膜，放置澆口杯，最后在邊抽真空邊震動(dòng)的情況下澆注。利用本發(fā)明具有型砂強(qiáng)度高、激冷效果好，結(jié)合了消失模鑄造與熔模鑄造的工藝特點(diǎn)，消除了消失模鑄造所特有的泡沫氣化的碳缺陷，充分發(fā)揮了鋼丸的激冷效果，并在震動(dòng)的情況下澆注，細(xì)化了合金晶粒，使耐磨鑄件得到更高的致密度和硬度，更好的耐磨性能。
文檔編號(hào)B22D27/08GK102240778SQ201110183930
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月3日
發(fā)明者楊宗聯(lián) 申請(qǐng)人:湖北庚聯(lián)耐磨材料科技有限公司