[发明专利]大型铸齿铸件防止铸齿表面产生铸造缺陷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料成型，特别是涉及大型带齿零件在铸造过程中防止其铸齿产生铸造缺陷的一种方法，以及该方法在大型柴油机盘车轮铸件铸造过程中的应用。

背景技术

盘车轮是船用低速柴油机中的大型带齿园形厚大件，它的主要功能是柴油机启动盘车。铸件大小￠3000-4000mm，厚度200-400mm，重量15-25吨。齿形若为机械加工成型，加工费用高昂，加工周期长。为降低加工成本，缩短生产周期，大型盘车轮的齿改为铸齿，不进行机械加工，只进行打磨精整，因此，对齿形的要求极高，除要求高铸造精度外，不允许铸齿表面上存在深度≥5mm的渣孔、砂孔、气孔、夹杂等表面缺陷。根据技术规范，该铸件材料为C4(HT300)，分体试棒性能：抗拉强度300-400N/mm²，布氏硬度200-250HB；盘车轮本体齿侧面布氏硬度≥160HB；化学成分名义值C：3.1％，Si：1.7％，Mn：0.8％，P≤0.2％，S≤0.15％。

对于带铸齿的盘车轮铸件的铸造方法，一般采取尽量扒浄铁液中浮渣，设计挡渣效果好的浇注系统，增加铸齿表面打磨量，加大铸齿上平面加工余量，增加铸齿上平面出气冒口数量等措施，但总无法避免浇注过程，散砂和铁水在型腔内产生的二次氧化夹渣，随铁水流流向铸齿表面，铸齿区域型腔气体也难以排出，铸齿表面就容易产生夹渣、夹砂、气孔等缺陷，不但操作麻烦，打磨工作量大，铸齿表面质量也不尽满意。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术上的不足，提供一种大型铸齿零件在铸造过程中防止铸齿出现铸造缺陷的方法，以防止铸齿面产生渣孔、砂孔、气孔和夹杂，并提高铸齿的致密性，操作方便，减少打磨，提高效率，降低成本。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

大型铸齿铸件防止铸齿表面产生铸造缺陷的方法，包括制作模具、造型、合箱、浇铸、铸型冷却、铸件清理和热处理等常规步骤，铸型的铸造工艺分型面设在铸齿铸件的上平面，使铸件的铸齿全部置于下半砂箱，采用底注的方式浇注熔液，其特征在于，在砂型分型面的铸齿齿顶圆上方设置一圈集渣槽，该集渣槽位于上半砂箱内，集渣槽将所有的铸齿连接在一起，且在集渣槽的上方设置有多个出气冒口。

在大型盘车轮铸造中使用上述铸造方法以获得合格铸齿的铸造步骤主要包括：模具制作，树脂砂造型，水平分型，铸件的铸齿处于下砂箱内，每6-8齿为一坭芯，由多个坭芯组合形成盘车轮的外围铸齿，底注、带有过滤网的开放式浇注系统，补缩冒口设置于盘车轮较厚处，在齿顶圆处设置了集渣槽，集渣槽采用环状设计，集渣槽上方设有排气冒口，主要功能是排气和有利于浮渣向集渣槽集中，采用圆形的明冒口，集渣槽上的出气明冒口，在铸件清理时去除，而集渣槽在铸件粗加工时加工掉。

上述铸造步骤如下；

1)以铸齿上平面为水平分型面，编制盘车轮的铸造工艺，包括带过滤网集渣包的底注浇注系统设计；

2)根据铸齿的形状、尺寸，进行环形集渣槽及出气明冒口设计；

3)按铸造工艺图纸要求制作外模、芯盒；

4)采用呋喃树脂自硬砂造型、制芯；

5)配箱合箱，预热铸型；

6)熔炼浇注，中频炉熔炼，最高熔化温度：1500-1520℃；孕育温度：1420-1360℃；浇注温度：1300-1330℃；

7)浇注后铸件在铸型中缓慢冷却；

8)铸件清理；

9)铸件进行常规热处理，消除应力；

10)铸件毛坯检验合格后划线加工，集渣槽在粗加工时去除。

上述的盘车轮在铸造过程中，所设计的集渣槽为环形，它设置在铸齿平面上方，集渣槽的横截面为等腰梯形，梯形集渣槽的底部外缘与铸齿齿顶圆外缘相重合，铸齿在分型面下方，环形集渣槽在分型面上方，在集渣槽顶部均布有多个出气冒口。

本工艺方法是一种使大型盘车轮铸件获得少缺陷或无缺陷铸齿的方法。设计出的集渣槽将所有的铸齿连接在一起，既排气、集渣，又解决铸件翻身齿面容易损坏的问题。采用本发明的方法铸造盘车轮，操作简单，劳动强度减小，生产效率提高，有效消除齿面上的渣气孔，同时，铸齿材质致密性提高，齿形的精度提高。

附图说明

图1是本发明实施例中集渣槽在铸件上的位置示意图。

图2是铸件集渣槽部位放大图。

其中，

1-分型面  2-盘车轮  3-浇注系统  4-坭芯

5-铸齿    6-集渣槽  7-出气明冒口

具体实施方式