[发明专利]纸机烘缸外模制造新工艺

说明书

一、技术领域：

本发明属于一种黑色金属铸造工艺，特别是一种纸机烘缸外模制造新工艺。

二、背景技术：

烘缸为筒体类零件、体积大(直径φ1500mm～φ2500mm、长2000mm～8000mm)、重量重(5000kg～20000kg)。要求高：缸面初磨发现大于0.5mm的缺陷时，允许铆补，并应符合以下规定：铆钉的直径应不大于其长度，且不超过8mm；相邻两孔的中心距应不小于两补孔直径之和；补孔的深度应不超过壁厚的40％；缸面的补孔总数以每平方米计算，应不超过8个，且在任意100mm×100mm面积内的补孔数应不超过8个；缸面硬度应大于HB190，且缸面两端硬度差不大于HB18～24。

烘缸一般材质为Cr、Mo、Cu的合金，体收缩大于一般铸铁件，对铸型刚度要求较高。传统的外模制作工艺采用型砂(干型砂、水泥砂、树脂砂)只能一模一铸。采用普通砂型铸造传统技术，烘缸正品率、优质品率低，补孔数接近或低于标准要求，且生产成本较高。

三、发明内容：

本发明的目的在于提供一种纸机烘缸外模制造新工艺。本发明对新的造型材料进行配比优化，保留材料本身的孔隙率，增加新材料的透气性，从而达到减少气孔的目的，该工艺使用一种新的造型材料，实现一模多铸的半永久型铸造，用以取代一模一铸的砂型铸造。

本发明的目的是这样实现的：

1、为了实现一模多铸的目的，当型腔材料抗压强度达到40N/mm时，可实现半永久型铸造。型腔使用了多层刚性结构材料：第一层为厚度80mm的粘土质耐火砖结构；第二层为20mm焦炭籽粗料；第三层为焦炭籽细料；第四层为焦炭粉料；第五层为石墨粉涂料。

2、为了增加其透气性，每块耐火砖钻3个φ5的通气孔，焦炭籽粗料选3～6mm。

3、焦炭籽的制备：

焦炭是一种自然纹理较多且规则排列的特殊材料，不宜使用一般破碎设备制备焦炭籽。为了获得所需的不同粒度的焦炭籽，我们通过研究，自制了一种轮辗机制备焦炭籽。制备的焦炭籽粒度为1^#焦炭籽3～6mm、2^#焦炭籽1～3mm、3^#焦炭籽45～75μm。

4、各种造型材料的制备：

①、焦炭籽粗料的制备：1^#焦炭籽60％+胶泥40％干混1分钟+水10％湿混10分钟，出料备用。

②、焦炭籽细料的制备：1^#焦炭籽30％+2^#焦炭籽40％+胶泥30％干混1分钟+水12％湿混10分钟，出料备用。

③、焦炭籽粉料的制备：3^#焦炭籽80％+胶泥20％干混1分钟+水12％湿混10分钟，出料备用。

④、涂料采用耐高温石墨粉水基复合涂料。

5、制作工艺

烘缸外模采用车板造型，第一次车涂焦炭籽粗料20mm厚，形成I层；第二次车涂焦炭籽细料5mm厚、450℃烘干12小时，形成II层；待冷却后再车涂焦炭籽粉料2mm厚上涂料修光、再上涂料、350℃烘干12小时，形成III层；这样做出的外模可连续使用数次，并保持有良好的透气性，但每次使用后需重新上涂料并烘干。

采用该新工艺后，因为实现了一模多铸(一模浇3～5件)，成本只相当于传统工艺的一半，产品质量(补孔数、表面硬度、表面质量)均明显优于传统工艺，另外加工余量可小于传统工艺，节约了铁水和后续加工费用。采用此项技术，公司铸造的纸机烘缸正品率达98％以上，优质品率达92％以上，补孔数远低于容规标准，综合质量高于同类产品且其生产成本低于普通砂型铸造水平。

四、附图说明：

图1为本发明外模工装示意图；

图2为图1 A-A部分放大示意图。

图中：1、外模工装；2、芯子工装；3、浇口工装；4、烘缸毛坯；5、芯骨；6、泥芯；7、外模I层；8、外模II层；9外模III层；10、耐火砖；11、外模砂箱。

五、具体实施方式：

如图所示：首先按工艺要求先制备好粗料焦炭籽、细料焦炭籽、焦炭籽粉料和其它材料。

1、外模砂箱11紧靠内圈砌一层80mm厚特制异形粘土质耐火砖10，缝隙处用3-5目混制好的型砂填充并摏紧，形成第一层，耐火砖有出气孔、挂砂钩槽等。

2、1^#焦炭籽60％+胶泥40％干混1分钟+水10％湿混10分钟，混好堆起存放12小时后车涂在第一层耐火砖上约20mm厚，耐火砖表面洒水湿润，并先涂刷胶泥水形成第二层，即外模I层7。