一種利用覆膜砂生產鑄鋼件的鑄造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鑄造工藝領域，具體是一種利用覆膜砂生產鑄鋼件的鑄造方法。
【背景技術】
[0002]
船用件生產特點為大批量，采購周期短，精度要求高。目前船用件的生產均是采用熔模鑄造(失蠟法精密鑄造)工藝，熔模鑄造又稱失蠟鑄造，包括壓蠟、修蠟、組樹、制殼、熔蠟、焙燒、澆鑄、清砂、切割、粗磨、精磨、拋丸、等工序。失蠟鑄造是用蠟制作所要鑄成零件的蠟模，然后蠟模上涂以泥漿，這就是泥模。泥模晾干后，在焙燒成陶模。一經焙燒，蠟模全部熔化流失，只剩陶模。一般制泥模時就留下了澆注口，再從澆注口灌入金屬熔液，冷卻后，所需的零件就制成了。
[0003]上述熔模鑄造工藝主要存在以下問題:①成本高，目前熔模鑄造除制模蠟料可以回收外，其余像制殼所用的砂子，石英粉，水玻璃，耐火泥等再生利用困難，增加了新砂的使用提升生產成本。②環境污染嚴重，熔模鑄造在制殼時采用的是氯化銨作為硬化劑，氯化銨揮發出的氨氣對環境造成影響對員工身體形成危害，模殼焙燒一般的廠家采用的是以煤炭作為熱源，由于氣體凈化處理設備成本高，直接排放污染大氣，正規企業采用電或天然氣作為熱源，但模殼在焙燒時還是會產生大量的有害氣體。③加工工序多，包括壓蠟、修蠟、組樹、制殼、熔蠟、焙燒、澆鑄、清砂、切割、粗磨、精磨、拋丸、等工序。流程長，質量難以控制，導致交貨周期長。
[0004]如上所述現有鑄造技術存在的不足，使得熔模鑄造難以大批量，低成本，高效率，高合格率地鑄造精細尺寸精度的鑄鋼件(船用件、綁扎件)。
【發明內容】
[0005]本發明為了解決現有技術的問題，提供了一種利用覆膜砂生產鑄鋼件的鑄造方法，鑄造精度高，合格率高，適用于大批量生產，且成本較低，產生污染較低。
[0006]本發明包括以下步驟:
I)澆鑄工藝設計:根據客戶圖紙及技術要求進行工藝評審，依據澆鑄模擬軟件設計出合理的澆鑄系統。
[0007]2)模具設計開發:根據設計好的澆注系統轉化為三維模型，其中包含模具分型面，排氣系統，脫模機構的設計，再通過CNC加工品質檢查合格后進行組合裝配。
[0008]3)裝配模具:模具安裝射芯機上，射板等配套安裝，將加熱管電源接通，進行手動試機。
[0009]4)制作砂殼，砂芯:手動試機完成后，射芯機料斗內加入覆膜砂，將加熱按鈕撥至開位置，將模具加熱至246?274°C后持續加熱使模具保持該溫度，通過氣體壓力將覆膜砂射入模具內，射砂壓力調節至3.0?6.0Mpa，射砂時間5?7s，固化時間I?2min，按自動按鈕，單個循環完成后取出砂殼，泥芯。
[0010]5)組模:去除砂殼，砂芯的飛邊，用粘結劑按照步驟2)的設計進行組模；
6)澆鑄成型:將砂殼固定好后即可進行澆鑄，合理控制好鋼水的元素成分，澆鑄溫度，澆鑄速度將鋼水從澆口杯注入砂殼，直至澆口杯內鋼水與澆口杯齊平即可。
[0011]7)后處理:澆鑄完成后至少30分鐘取出產品，24小時后切除澆冒口，將產品表面打磨光滑，平整，檢查產品的表面質量及尺寸，合格品即為成品。
[0012]步驟4)中使用的覆膜砂規格為，粒度70?140目，常溫抗拉強度3.0-3.5Mpa，高溫抗拉強度1.2~1.6Mpa，發氣量為14?16ml/g。
[0013]步驟4)中砂殼，砂芯采用熱芯盒模，加熱管功率2KW，加熱溫度為246?274°C。
[0014]本發明有益效果在于:
1、成本低:①一次性出資少，一次性投入為熱芯盒射芯機和模具。②出產成本低，只有覆膜砂和脫模劑是消耗品，覆膜砂技術制殼僅有一臺射芯機耗電。
[0015]2、制殼環節少，效率高:①制殼環節少、出產周期短，利用氣壓將覆膜砂射入金屬型型腔中，選用加熱管間接對覆膜砂進行加熱固化，然后形成型殼，即可合箱澆注。②生產產值高。③覆膜砂成型性好，輪廓明晰，技術出品率高，可到達90%以上，出產進程只要制殼、澆鑄和后處理三個進程，技術進程簡略，受環境因素影響小，只要模具結構設計合理，鋼水質量優良，溫度合格，澆注速度適宜，就能得到合格的鑄件，進程簡略操控。
[0016]3，無污染，生產過程環境較好，勞動強度較低，覆膜砂潰散性好，在澆注進程中劇烈焚燒，游離的苯酚在澆注時排放少，澆注完成后型殼自行潰散，鑄件整理簡略。
【具體實施方式】
[0017]下面結合具體實施例對本發明做進一步說明。
[0018]實施例1 本發明包括以下步驟:
I)澆鑄工藝設計:根據客戶圖紙及技術要求進行工藝評審，依據澆鑄模擬軟件設計出合理的澆鑄系統。以最常用的船用件部件半自動鎖殼體為例，產品單重1.34公斤，材質為SCW480，熱處理要求為正火，表面處理要求為熱鍍鋅，鋅層厚度75-120μπι根據圖紙要求按單付模具一出四設計模具，工藝出品率60%，可以疊起澆鑄，每只模組可以澆鑄8只-12只產品。
[0019]2)模具設計開發:根據設計好的澆注系統轉化為三維模型，其中包含模具分型面，排氣系統，脫模機構的設計，再通過CNC加工品質檢查合格后進行組合裝配。
[0020]3)裝配模具:模具安裝射芯機上，射板等配套安裝，將加熱管電源接通，進行手動試機。
[0021 ] 4)制作砂殼，砂芯:手動試機完成后，射芯機料斗內加入覆膜砂，將加熱按鈕撥至開位置，將模具加熱至246 °C后持續加熱使模具保持該溫度，通過氣體壓力將覆膜砂射入模具內，射砂壓力調節至3Mpa，射砂時間5s，固化時間Imin，按自動按鈕，單個循環完成后取出砂殼，泥芯。其中，使用的覆膜砂規格為，粒度70目，常溫抗拉強度3.0Mpa，高溫抗拉強度1.2Mpa，發氣量為14ml/g。砂殼，砂芯采用熱芯盒模，加熱管功率2KW，加熱溫度為246°C。
[0022]5)組模:去除砂殼，砂芯的飛邊，用粘結劑按照步驟2)的設計進行組模；
6)澆鑄成型:將砂殼固定好后即可進行澆鑄，熔煉鋼水的元素成分要求(％):C <0.22，Si <0.8，Μη< 1.5，P<0.04，S<0.04，Cr<0.5，Ni <0.5，CE<0.45.元素成分合格后，用除渣劑去除鋼水表面的垃圾及油狀物，加入0.3公斤的鋁絲進行沉底脫氧后測鋼液溫度，鋼液溫度控制在1600-1620 0C即可安排澆鑄。將鋼水從澆口杯緩緩注入砂殼，直至澆口杯內鋼水與澆口杯齊平即可。
[0023]7)后處理:澆鑄完成后至少30分鐘取出產品，24小時后切除澆冒口，將產品表面打磨光滑，平整，檢查產品的表面質量及尺寸，合格品安排正火，正火溫度900°C，保溫I小時后風冷，放入拋丸機去除氧化皮后進行鍍鋅，鋅層厚度75-120μπι即為成品。
[0024]實施