專利名稱：生產集裝箱角件的新工藝方法
技術領域：
本發明涉及一種交通運輸技術領域的集裝箱角件的生產工藝方法。
集裝箱的生產離不開角件，角件是生產集裝箱的重要鑄件，它的通用性強，我國現行生產的5t、10t、20t集裝箱所使用的角件都是統一尺寸。多年來，角件的生產都是采用石蠟熔模鑄造而成的，但石蠟熔模鑄造存在很多缺點如(一)生產周期長，石蠟熔模的生產工藝一般都要經過配制模料—壓模—修模—模組組裝—硬化處理—制殼—脫模處理—型殼焙燒—保溫澆鑄等多道工序，如小批量生產，按常規把以上工序全部完成，則需要2—3天才能完成，若是大批量生產則需很多人平行作業，因而生產效率低。
(二)生產成本高。用石蠟熔模鑄造首先要搞易熔合金壓模，生產量大則需要多組壓模，制造壓模必需用貴重金屬錫和鉍，而錫和鉍的市場價格都在萬元以上/噸。且它所使用的主要材料石蠟和硬質酸的價格也在四千元/噸以上，制殼用的石英砂的價格也不低于500元/噸，而且不能回收或很難回收，所以石蠟熔模鑄造的價格在8—10元/公斤。由于各種主要消耗材料的價格高、復用率低，因此，生產成本高。
(三)生產工序多，工藝復雜、成品率低、石蠟熔模制造的生產工藝比較復雜，從石蠟的配料到蠟模的成型就三、四道工序，尤其是制殼一項就分多道工序，要想保證每道工序都完成得完美無缺是不可能的。因此，它的最大缺點就是成品率低，一般成品率在60—85％左右。
(四)生產環境要求高，產品質量不穩定，石蠟熔模鑄造的最大優勢就是重量小，難加工，形狀復雜的，精度要求高的鑄件。而集裝箱角件重約12公斤，屬中等鑄件，且形狀簡單，表面積大，如果用石蠟熔模鑄造保證產品質量，那么，生產車間的溫度應嚴格控制在20℃上下，據我們所知，國內這樣的生產廠家還很少因此當溫度較高和較低時，尤其是夏季壓制的蠟模就會產生變形，有變形則生產的鑄件幾何尺寸就不合格，石蠟熔模鑄造就失去了最大優勢，產品質量就很難有保證。
(五)生產用材料的再利用率低，石蠟熔模鑄造的主要消耗材料是石蠟、硬脂酸及石英材料，石蠟雖然可以回收，但在硬質酸的作用下，使用后便失去原有性能，使石蠟變脆，變質而無法使用。石英材料是制殼的主要材料，基本上也是一次使用后不能復用，這也是生產成本高的重要因素本發明的目的在于提供一種生產集裝箱角件的工藝方法，使生產周期短，生產成本低，生產工藝簡單、工序少、成品率高，對生產環境要求不高，產品質量有保證，生產消耗材料的再利用率高。
本發明的目的是這樣實現的在集裝箱角件的生產上，采用了金屬模砂型新工藝代替石蠟熔模制造的生產方法。
具體工藝為原砂處理—金屬模制造—造型、芯工藝—烘干—組型及澆鑄。
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明一、型芯砂的選擇，根據角件的表面粗糙度要求比一般砂型鑄件要求高，原砂的二氧化硅(sio2)含量必須在97％以上，以確保砂型的耐火度。經試驗湖南長沙“坪塘”及“蓮花”砂場的砂比較合乎條件，原砂的顆粒度應在70—140目范圍內。原砂的顆粒度過大，會影響鑄件的表面粗糙度；過小則鑄件易產生氣孔，砂眼，砂型的強度降低。
二、原砂處理1、原砂進廠后，在使用前應進行干燥處理，使其含水量低于0.5％以下。
2、水玻璃；即用碳酸鈉(Na2CO3)與硅砂(sio2)燒成的化學物硅酸鈉水溶液。春秋天用模數2.2—2.5；夏天用模數2.0—2.4的，一般濃度Be48°—50°為適宜。
3、陶土；又稱膨潤土，一般以遼寧黑山產的陶土為最好，其膠質介在90％以上以上三種原村料為基本消耗材料，然后經輪碾式混砂機混制，即先加入原砂，均勻攪拌后加入6—9％水玻璃，8—10分鐘芯砂即可混好。如混外型砂，其工藝是先加入原砂，再加入水玻璃6—10％，混碾2—3分鐘，再加入陶土1—2％混碾8—10分鐘，即可造型三.金屬模制造先按圖紙所算尺寸加余量做木模，后用硅鋁合金熔化后澆砂模，經機加工后，做成角件的金屬模，要求表面粗糙度為0.8—3.2，留足收縮量，型、芯定位準確，合型后無間隙。
四、造型、芯工藝將合格的金屬模組合好，把混好的砂置于型內，搗實，搗緊，用工具修光，修平，保證砂型表面平整光滑。對于砂芯則要求在砂型造好后，用二氧化碳吹入固化，一般以手感為準。氣體吹入時間太長，芯砂較硬，但金屬型不好去掉；時間太短則芯砂不固化，操作人中應根據天氣情況而變化吹入時間。
見附圖附
圖1為金屬模砂型型芯示意圖。
附圖2為金屬模砂型型殼示意圖。
附圖3為型芯型殼組型后串澆圖附圖4為鑄鋼角件結構中1、型芯模外殼，2、砂型芯，3、右型板，4、上左型板，5、上右型板，6、后型板，7、前型板，8、左型板，9、型殼內腔模具，10、型殼外殼模型，11、燕尾板，12、外殼砂型，13、后模板，14、澆口模板，15、堵板，16、澆口坯。
(一)型芯的模型結構及工作原理如圖1所示由于型芯不準許有拔模斜度，角處有圓弧。芯頭的要求必須在制作芯板時，達到上列要求，外殼起到把模板固定位置，而造型的目的，操作方法；把型板按規定位置放入外殼內，裝砂后搗實，沖二氧化碳氣速固，然后把型翻轉為口向下，把型芯模外殼1，提起，然后順序去掉后型板6，左型板8，前型板7，右型板3，上左型板4，上右型板5。即造成了所需要的型芯。
制造要求(1)按圖紙幾何尺寸增加1.75％的收縮量，設計各部分尺寸。
(2)型板的拔模斜度為0.5度(3)芯頭部分，分為兩部分，一部分為孔的壁厚，不準有斜度，另一部分為固定芯頭斜度可以大些，因而必須用特殊刀具加工。
(4)為了達到耐磨的目的，模具均用合金鋁制做(二)型殼的模型結構及工作原理如圖2所示；由于砂型殼的后部，即為澆注時的下部，不充許有斜度，故用后模板保證拔模斜度，及型殼的垂直度，型腔后面是標號位置，故用燕尾板達到平行退移的目的，為了串澆，前邊加澆口模板。
操作方法(1)把燕尾板11裝入型殼內腔模具9上，放入型殼外殼模型10內，再把后模板13，澆口模板14裝入型殼外殼模型10內位置。
(2)裝砂、搗實后，翻轉在托型板上，按住燕尾板11向上提型殼內腔模具9(3)把燕尾板11向前平移后向上拿出，然后提起型殼外殼模型10(4)拿去后模板13，澆口模板14，即得到外殼砂型12。
制作要求(1)按圖紙幾何尺寸加1.75％，設計內腔尺(2)芯頭比型芯芯頭設計要留0.3—0.5mm間隙。
(3)砂型殼在設計時，最薄處不得低于30mm。
(4)型殼外殼膜具10內側不易太光，一般達到12.5為好。型殼內腔模具9要求光滑，一般達到1.6 。為好。
(5)燕尾板4模斜度不得超過0.5度。
(6)為了達到準確尺寸，及耐磨，要求用合金鋁制做。
(三)砂型的組裝(1)把型芯裝入型殼內，靠芯頭的支撐留下空間與砂芯和型殼的深度差，做為底面，形成角件的空間型，補芯頭缺口(2)把組裝的砂型如圖3立起來，一個個排緊，一端放澆口坯16、一端放上堵板15，頂緊就可澆注。
(3)澆注后經過清砂，割澆口，得到鑄角件如圖4所示。
五、烘干為了使造好的砂型芯充分干燥，增加型芯的干強度，加快生產的連續性，就必須進行人工烘干，一般的烘干爐均可，時間1-2個小時，烘干溫度為200—250°為最好，保溫1個小時，使砂型核心干透，砂型可達要求強度如若溫度過低或過高，砂型硬度都將受到影響。
六、組型及澆鑄。
組型是將烘干的外砂型和砂芯組合起來，形成一個澆鑄空間，所以應特點注意。
1.檢查砂型的破損情況，合口的平面度及清理殘存在型腔的浮砂。
2、下砂芯時應將合口面磨平，下到位置，擺放正確，檢查壁厚情況。
3、多個砂型應擺放在澆鑄平臺上，形成串澆。型與型之間拼合時應無縫隙，并且兩端要壓緊，合開面要用水玻璃沙堵嚴，澆口圈放在一端即可澆注。
4、澆鑄時，應使鋼水均勻而平穩地流入型腔，不可中斷以防鋼渣流入型腔中。
實踐證明用金屬模砂型鑄造生產角件的方法有如下優點。
(一)生產周期短。
金屬模砂型鑄造的生產工藝為原砂處理—制型芯—烘干—組模—澆鑄。與石蠟熔模鑄造相比工序縮短了近1/2，一般情況下都是當班造型當班就可澆鑄成形，生產效率高。
(二)生產成本低。
由于金屬模砂型鑄造所使用的主要消耗材料原砂為幾十元/噸，水玻璃為4元/公斤，且工序簡單，生產率高。所以和石蠟熔模相比只有它的成本的1/2左右(三)生產工藝簡單、工序少、成本率高金屬模砂型鑄造的生產工序只有石蠟熔模鑄造工序的1/2左、右，操作工人按照配方比例都可以撐握，每一道工序只是熟練問題，而且砂型都經過烘干后澆濤，所以成品率比石蠟熔模鑄造成品率高出10—15％左右。
(四)對生產環境要求不高，產品質量有保證。
新改進的金屬模砂型鑄造技術是在砂鑄的基礎上，因此它不需要很特殊的環境要求，原有的手工造型場地即可，不受氣溫變化的影響。尤其是造好的砂型經烘干后不變型，硬度高，使生產的產品在幾何形狀，尺寸公差等質量上能有保證。
(五)生產消耗材料的再利用率高。
經過澆鑄使用過的舊砂，除部分燒焦外其余的型砂可以用水洗，烘干的方法重新使用；如不具備條件可賣給建筑單位使用，其回收率在原價值的30—40％左、右。由于使用后的主要材料利用率高，使得生產成本大大降低。
通過上以對比分析可以看出，金屬模砂型鑄造在集裝箱角件上的使用優勢超過了石蠟熔模鑄造，質優價低的角件將占領集裝箱市場。
權利要求
1.一種生產集裝箱角件的新工藝方法，其特征是采用了金屬模砂型新工藝制造角件，其具體工藝為原砂處理—金屬模制造—造型、芯工藝—烘干—組型及澆鑄。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征是金屬模制造應先按圖紙所標尺寸加余量做木模，后用硅鋁合金溶化后澆砂模經機加工后，角件金屬模的表面粗糙度為0.8—3.2，留足收縮量，型芯定位準確，合型后無間隙。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征是；烘干時間1—2小時，烘干溫度為200—250℃為最好，保溫1個小時
全文摘要
本發明涉及一種生產集裝箱角件的新工藝方法，其特征是采用了金屬模砂型新工藝代替石蠟熔模制造的生產方法，該工藝包括原砂處理—金屬模制造—造型、芯工藝—烘干—組型及澆鑄。本發明簡化了集裝箱角件的生產工藝，提高了成品率，降低了成本。
文檔編號B65D90/00GK1124710SQ93114030
公開日1996年6月19日 申請日期1993年11月13日 優先權日1993年11月13日
發明者葛富學, 史宗凱, 張天城, 胡昌平 申請人:鶴壁礦務局專用配件廠