專利名稱：高鉻鑄鐵磨球的鑄造方法
技術領域：
本發明屬于鑄造技術領域的高鉻鑄鐵磨球的負壓實型鑄造方法。
已有技術中一種是采用手工造型的粘土砂型鑄造方法。第二種是金屬型鑄造法，用這種方法生產的磨球質量有所改進，但大批量生時模具壽命低。用上述兩種方法生產的磨球很難利用鑄造余熱進行硬化處理。磨球內部易產生縮孔缺陷，使得磨球質量較差、工藝出品率較低、生產效率較低，勞動條件也比較差。
本發明的目的是提供一種負壓實型鑄造方法，解決磨球內部有縮孔缺陷的問題，提高磨球的尺寸精度、提高磨球的工藝出品率、提高生產效率，改善勞動條件，并且可以方便地利用鑄造余熱對磨球鑄件進行硬化處理。
本發明首先按磨球設計尺寸把發泡成形的塑料磨球模型串浸漬涂料，然后烘干涂料，再把相互連接的塑料磨球模型組用無粘結劑干砂埋箱，將砂箱振動緊實密封并且抽真空后，負壓下澆注高鉻鑄鐵鐵水，待鐵水凝固后冷卻到一定溫度，再從干砂中吊出磨球鑄件組，對磨球鑄件組進行硬化處理。其中將塑料磨球模型浸漬涂料的厚度為0.5-2.0mm，然后在35-55℃下烘干。其中將砂箱內抽真空達到一定負壓度時，再澆注1400-1450℃的高鉻鑄鐵鐵水，澆注后5-15分停止抽真空。其中當磨球鑄件組在砂箱中冷卻到1000-950℃時，用專門裝置迅速吊起鑄件組，然后根據要求和環境情況，再對鑄件組進行硬化處理。
本發明制作的磨球無內部縮孔缺陷，磨球尺寸精度高、表面質量好，硬度HRc達到50-60，磨球的工藝出品率可達80%以上，利用鑄造余熱對磨球進行了硬化處理，無需進行專門熱處理工序，節省了能源。大大地改善了勞動條件。生產與設備簡單，投資少、見效快。生產效率大大提高，由每箱只能生產數十個磨球到每箱能生產數百個磨球，具有明顯的經濟效益和社會效益。
本發明的最佳實施例泡沫塑料球模型的制造及其組合方法先用壁厚為10-15mm的鋁制模具在蒸缸中或成形機上，按照磨球設計給定的尺寸發泡成形單體或連體的泡沫聚苯乙稀塑料磨球模型，要求磨球模型密度≤0.025g/cm3，其表面光滑無明顯凹坑。再由五個或若干個塑料磨球模型組成模型串，每個塑料磨球模型之間用連接頸聯結，連接頸用泡沫塑料制成，連接頸尺寸直徑為(0.5-0.7)R，長度為10-15mm，R是磨球半徑。然后再將模型串浸漬1.0mm厚的涂料層并在50℃下烘干。再將浸漬、烘干的五個或若干個模型串粘接到一個分支橫澆道模型下構成25個或若干個塑料磨球的模型排。橫澆道模型采用中空泡沫塑料制成，其尺寸為0.8R×2R。橫澆道模型也浸漬涂料并烘干。
埋箱造型在一個特制的能抽真空、上面開口的砂箱中填入底砂，然后把由若干個模型串和若干個模型排組成的模型組放置于砂箱中，把橫澆道模型置于砂箱上部，再把粒度為20/40的干石英砂填入砂箱并且同時不斷施以頻率為30-60赫茲(取值為50赫茲)、振幅為0.5-1.5mm(取值為1mm)和振動加速度為0.5-1.5g(取值為1.2g)的振動緊實。在采用集中澆注方案時，用一個合適尺寸的泡沫塑料橫澆道將各模型排分支橫澆道模型連接起來，再設置一個中空的直澆口。在采用分別澆注方案時，各模型排橫澆道模型上安設一個中空的直澆道，然后填滿干砂并振動緊實，砂箱表層吃砂量為50-100mm時(取值為60mm)，在砂型表面復上塑料薄膜密封砂箱。
負壓下澆注將已密封的砂箱與真空系統連接，使砂箱內抽真空達到0.05-0.06Mpa負壓度，再澆注1420℃的高Cr鑄鐵鐵水，澆注過程維持砂箱內負壓度為0.05-0.06Mpa(取值為0.055Mpa)，澆注后5分鐘停止抽真空。
利用鑄造余熱進行硬化處理當磨球鑄件在砂箱中溫度降至970℃時，用專門工具將砂箱內鑄件同時迅速吊出，根據要求進行自然空冷或強制風冷或油淬冷卻的硬化處理，最后打斷澆口及磨球鑄件間的連接頸，再用砂輪打磨即生產出尺寸精度高，無內部縮孔缺陷、工藝出品率高和生產效率高的高Cr鑄鐵磨球。
權利要求
1.一種高鉻鑄鐵磨球的負壓實型鑄造方法，其特征是首先按磨球設計尺寸把發泡成形的塑料磨球模型串浸漬涂料，然后烘干涂料，再把相互連接的塑料磨球模型組用無粘結劑干砂埋箱，將砂箱振動緊實密封并且抽真空后，負壓下澆注高鉻鑄鐵鐵水，待鐵水凝固后冷卻到一定溫度，再從干砂中吊出磨球鑄件組，對磨球鑄件組進行硬化處理。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征是將塑料磨球模型浸漬涂料的厚度為0.5-2.0mm，然后在35-55℃下烘干。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征是將砂箱內抽真空達到一定負壓度時，再澆注1400-1450℃的高鉻鑄鐵鐵水，澆注后5-15分停止抽真空。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征是當磨球鑄件組在砂箱中冷卻到1000-950℃時，用專門裝置迅速吊起鑄件組，然后根據要求和環境情況，再對鑄件組進行硬化處理。
全文摘要
本發明是高鉻鑄鐵磨球的一種鑄造方法。采用負壓實型鑄造法生產磨球，生產效率比其他方法均高，塑料泡沫模型合理組合可實現一箱澆注100個以上乃至數百個磨球。可較方便地進行鑄造余熱淬火處理。用本發明制造出的磨球表面質量好、尺寸準確、內部致密、硬度合適，生產條件好，基本投資少，上馬快，適用于各種尺寸的高鉻鑄鐵磨球的大批量生產。
文檔編號B22C9/02GK1077146SQ9210241
公開日1993年10月13日 申請日期1992年4月1日 優先權日1992年4月1日
發明者黃述哲 申請人:中國科學院長春光學精密機械研究所