本發(fā)明涉及一種鑄造方法，尤其是一種潮模砂高壓造型覆殼鑄造方法，屬于機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)中離不開(kāi)鑄造。其中潮模砂鑄造和殼型鑄造是目前應(yīng)用十分廣泛鑄造工藝，潮模砂鑄造具有適用應(yīng)性廣，成本低，工藝成熟等特點(diǎn)，但其缺點(diǎn)鑄件尺寸精度低，表面粗糙，易產(chǎn)生錯(cuò)箱、漲砂、粘砂等表面缺陷，形狀相對(duì)復(fù)雜鑄件難以造型；殼型鑄造雖克服上述缺點(diǎn)，但成本較高，舊砂回用消耗大量能源(很多廠家都一次性使用)，在澆注時(shí)還會(huì)產(chǎn)生有刺激性的氣味，在某種程度上限制殼型鑄造廣泛應(yīng)用。鐵型覆砂鑄造具有砂型鑄造的特點(diǎn)，即有一剛性砂型外殼，使得砂型整體強(qiáng)度高、不變形，并且定位可靠，精度高，能減少殼型砂用量，但模具成本較高，不適應(yīng)多品種小批量生產(chǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出一種潮模砂高壓造型覆殼鑄造方法，模具成本低，適應(yīng)小批量生產(chǎn)需要。
本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案解決技術(shù)問(wèn)題：一種潮模砂高壓造型覆殼鑄造方法，包括以下步驟：
第一步、制造覆膜砂殼型并用粘結(jié)劑組裝；
第二步、高壓造型機(jī)在0.7～1.0Mpa的條件下造型出用于包裹固定所述覆膜砂殼型的潮膜砂型型腔；
第三步、將組裝好的覆膜砂殼型置于潮膜砂型腔下箱，合上上箱，潮模砂型與覆膜砂殼型之間具有0.1～0.2mm的覆層間隙，組成鑄型；
第四步、將所述鑄型置于澆注區(qū)，向鑄型中注入金屬液，待金屬液凝固形成鑄件后，對(duì)鑄件進(jìn)行落砂和拋丸處理。
上述方法中，第一步的覆膜砂殼型不含燒冒系統(tǒng)，含有與潮模砂型的內(nèi)澆道相通的內(nèi)澆口，砂型壓實(shí)強(qiáng)度大于0.8Mpa，砂鐵比為1∶4～7，殼型厚度4～10mm，制造覆膜砂殼型的模具設(shè)有排氣道或排氣針。覆膜砂為熱芯盒砂、冷芯盒砂、溫芯盒砂或樹(shù)脂自硬砂，所述覆膜砂的原砂為天然硅砂、鋯砂、鉻鐵礦砂或混合砂，目數(shù)與第二步中潮模砂原砂的目數(shù)相同。優(yōu)選的目數(shù)為70～140目。
所述第二步的潮膜砂型型腔含有澆冒系統(tǒng)，制造潮模砂型的模具設(shè)有排氣片和集氣包。潮模砂的原砂為天然硅砂，SiO2≥80％，角形因數(shù)≤1.30；粘結(jié)劑為鈉基膨潤(rùn)土，熱濕拉強(qiáng)度≥3.0Kpa；潮模砂的配比為舊砂50～80％、新砂5～20％、有效膨潤(rùn)土7～8％、有效煤粉2～6％。所述新砂的來(lái)源是覆膜砂殼型被還原的原砂或新加入的原砂。
所述第三步中的覆膜砂殼型置于潮膜砂型腔中，兩者分型面不重合，鑄型中潮模砂與覆膜砂質(zhì)量比≥10∶1。優(yōu)選的兩者分型面錯(cuò)開(kāi)5～10mm。
所述第四步中的落砂處理得到的舊砂，包含覆膜砂殼型被還原的原砂，進(jìn)行冷卻、篩分和再生處理，獲得重新用于第二步的潮模型砂。
上述方法只有鑄件采用殼型，其它澆冒系統(tǒng)采用潮模砂型；同時(shí)潮模砂型腔采用高壓造型，使得殼型整體強(qiáng)度高、不變形，減少殼型砂用量；覆殼殼型埋在潮模砂型腔內(nèi)，澆注時(shí)殼型粘結(jié)劑和覆膜砂中固化劑所產(chǎn)生刺激性氣味通過(guò)潮模砂吸附和過(guò)濾作用，基本無(wú)刺激性氣味散出，改善勞動(dòng)環(huán)境。殼型粘結(jié)劑和固化劑伴隨殼型埋在潮模砂中，不與空氣接觸，在高溫金屬液作用下，基本全部分解和碳化，覆膜砂殼型被還原成原砂，再隨舊砂經(jīng)砂處理再生后，可作為配制潮模砂的新砂。需要著重說(shuō)明的是，由于殼型周?chē)懈邏撼尚统蹦Ｉ鞍瑲ば驼w強(qiáng)度高，高溫金屬液澆注時(shí)殼型不變形，顯著提高了鑄件機(jī)械性能和組織致密性，尺寸精度提高了1～2個(gè)等級(jí)。
本發(fā)明的有益效果是：可避免對(duì)生態(tài)環(huán)境二次污染，改善生產(chǎn)環(huán)境，減少對(duì)礦物資源消耗，尤其消除了殼型鑄造所產(chǎn)生刺激性氣味對(duì)人體傷害；同時(shí)可顯著提高鑄件機(jī)械性能和尺寸精度；與傳統(tǒng)殼型鑄造相比，生產(chǎn)成本降低10～20％。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)描述。但本發(fā)明不限于所給出的例子。
實(shí)施例1
本實(shí)施例采用本發(fā)明工藝鑄造鑄件，鑄造方法包括以下步驟：
第一步，采用射芯機(jī)造型出不含澆冒系統(tǒng)的覆膜砂殼型并用粘結(jié)劑組裝好。所述覆膜砂殼型必須有內(nèi)澆口，砂鐵比為1∶4～7(單純殼型鑄造一般為1∶1.5～4)，殼型厚度4～10mm。
其中，覆膜砂為熱芯盒砂、冷芯盒砂、溫芯盒砂、樹(shù)脂自硬砂；覆膜砂的原砂一般選用天然硅砂，也可用鋯砂、鉻鐵礦砂、或其他類似的耐火材料及混合砂等，目數(shù)與第二步中所述潮模砂原砂的目數(shù)相同，優(yōu)先推薦70～140目；覆膜砂殼型的模具設(shè)計(jì)有排氣道或排氣針，制覆膜砂殼型時(shí)，加熱溫度200～300度；固化時(shí)間30～150秒，射砂壓力0.15～0.6MPA。具體參數(shù)應(yīng)根據(jù)設(shè)備型號(hào)，殼型重量及復(fù)雜程度，覆膜砂的種類等進(jìn)調(diào)整，原則是：形狀簡(jiǎn)單的砂芯、流動(dòng)好(或粒度較粗)的覆膜砂可選擇較低的射砂壓力，細(xì)薄砂芯選擇較低的加熱溫度，加熱溫度低時(shí)可適當(dāng)延長(zhǎng)固化時(shí)間等；反之亦然；
第二步，用潮模砂高壓造型機(jī)造出含有澆冒系統(tǒng)的能夠包裹固定上述殼型型腔。所述潮模砂型的內(nèi)澆道需與覆膜砂殼型的內(nèi)澆口相通，以便金屬液注入鑄型，砂型壓實(shí)強(qiáng)度大于0.8Mpa，其中，潮模砂的原砂為天然硅砂，SiO2≥80％，角形因數(shù)≤1.30；粘結(jié)劑為鈉基膨潤(rùn)土，熱濕拉強(qiáng)度≥3.0Kpa；潮模砂型的模具設(shè)計(jì)有排氣片和集氣包；
第三步，將上述組裝好的覆膜砂殼型置于潮模砂型腔下箱，然后合上上箱，使上述潮模砂型的鑄件型腔覆上一層覆膜砂殼型。所述潮模砂型與覆膜砂殼型之間覆層間隙為0.1～0.2mm，兩者分型面錯(cuò)開(kāi)5～10mm；
第四步，將上述組合好的鑄型置于澆注區(qū)，向鑄型中注入金屬液，待金屬液凝固形成鑄件后對(duì)鑄件進(jìn)行落砂和拋丸處理，制備出所需的鑄鐵件、球鐵件或鑄鋼件。
上述方法避免了對(duì)生態(tài)環(huán)境的二次污染，改善生產(chǎn)環(huán)境，減少對(duì)礦物資源消耗，尤其消除了殼型鑄造所產(chǎn)生刺激性氣味對(duì)人體的傷害。
對(duì)比案例
采用傳統(tǒng)砂型鑄造工藝，利用與實(shí)施例1相同的金屬液和熔煉工藝，然后分別澆注出材質(zhì)與實(shí)施例1對(duì)應(yīng)案例相同的鑄鐵件、球鐵件、鑄鋼件。
按已有檢測(cè)方法測(cè)定實(shí)施例1各案例和對(duì)比案例制得鑄件的機(jī)械性能和尺寸精度，結(jié)果如表1所示。
表1
由表1可知，與對(duì)應(yīng)的對(duì)比案例相比，實(shí)施例1制得的鑄鐵件或鑄鋼件機(jī)械性能提高了1～2個(gè)級(jí)別，同時(shí)，鑄件尺寸精度也提高了1～2個(gè)級(jí)別。這說(shuō)明采用本發(fā)明工藝制得的鑄件在機(jī)械性能和尺寸精度上均有顯著性提升。
除上述實(shí)施外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。