[发明专利]覆膜砂多叠铸造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及铸造工艺技术领域，特别涉及一种覆膜砂多叠铸造工艺，特别适用于结构复杂而表面铸造成形，且要求光洁、光滑，精度高的汽车、机械行业零配件制造。

背景技术

覆膜砂铸造工艺，也称“壳型铸造工艺”或“加热硬化工艺”。它的特点是：首先采用覆膜砂作为材料，使用金属热芯盒模具制造壳型；壳型内设的型腔，形状与铸件相同，尺寸为铸件尺寸根据材质收缩比率设计缩放尺寸余量；然后将铁水等高温液态材料注入型腔内，冷却凝固后获得铸件。

现有技术制作壳型和壳芯时使用的覆膜砂表面的粘接膜为潜硬化剂。潜硬化剂在常温下不起作用或作用甚微。潜硬化剂在铸造工艺要求的200℃-290℃温度环境中，粘接膜迅速熔解交联反应并硬化。制作壳型和壳芯时，用催射法将覆膜砂送入温度在200℃-290℃之间的模具内(具体的温度根据模具大小、厚薄确定)。覆膜砂跟热模具或芯盒接触，使覆膜砂表面的粘接膜熔解交联反应，相互粘连，硬化后成型，开模取出即可得到预期的壳型和壳芯。

此时的壳型，是一种内型。它承受不住液态材料的高温和胀力，还需按壳型的外型尺寸，在壳型外部制造一潮模砂型模：用人工或机械造出潮模砂上下二型箱，把壳型组合放入并合箱，上下型箱与壳型间留有浇道和出气孔。潮模砂型模的作用是：利用它的重力与耐高温时间差，压住、挡住壳型，使熔炼液态材料注入时不会胀、抬或外流，保证铸件质量。

也就是说，现有的覆膜砂铸造工艺一次铸造需制作二付模具、二道造型环节，人工、机械劳作繁重。由于受人工或机械工作面和高温液态材料流径冷却的时间限制，只能造单层型，而且不能过多扩展单层面积。这样就制约了一次浇注铸件的数量，一型箱一次浇注一般只能造4-10个小件铸件。由于浇道、浇口、补缩冒口必须连接到每个铸件，铸件重量约占总重量的30％。以单件铸件重量0.2kg为例，一个男工人强劳力一天八小时能生产800-1000件铸件。按每工人120元/八小时计算，平均每件铸件人工成本约为0.15元。

发明内容

本发明的目的在于提供一种覆膜砂多叠铸造工艺，在确保铸件质量的前提下，大大提高铸造工艺生产效率。

本发明覆膜砂多叠铸造工艺，依次包括以下步骤：

a：根据铸件图纸制作覆膜砂壳型单元。所述壳型单元中部设有垂直贯穿所述覆膜砂壳型单元的直浇道；铸件型腔分布于所述直浇道四周，并通过横浇道与其连通。所述壳型单元的上表面的直浇道周围及下表面的直浇道周围可以分别设有尺寸相互啮合的凹槽或者凸台，使壳型单元堆叠时紧密连接以防止高温的液态材料渗漏；或者壳型单元垂直堆叠时使用粘性材料粘连连接，以防止高温的液态材料渗漏。所述壳型单元由上模和下模两个模型合模而成，并于热炽部位增厚砂型壁。所述壳型单元的底部设有盛液槽与下层壳型单元的铸件型腔连通，用于高温的液态材料冷却过程中补缩。

b：将至少两套所述壳型单元垂直堆叠于铁底板上，各壳型单元的直浇道垂直对正。所述铁底板安装垫脚，用于调整铁底板至水平。

c：在最上的壳型单元上面盖上铁盖板。所述铁盖板的中部设有浇口杯与壳型单元的直浇道连通。所述铁盖板的与壳型单元接触面为凹弧面。所述浇口杯内壁嵌有型砂，以防止高温的液态材料冷却后沾在其上。当浇口杯较高时，步骤b中可在铁底板上放置两幢以上的壳型单元，每幢垂直堆叠至少两套壳型单元；浇口杯通过横向或斜向通道与每幢壳型单元的直浇道连通。

d：调整铁底板和铁盖板之间的连接元件，使铁底板和铁盖板将壳型单元压紧。所述连接元件可以使用矩形铁框，此时，需在所述铁盖板的与矩形铁框接触面设有密集的横向细小弄齿。

e：从铁盖板的浇口杯浇注高温的液态材料，在重力作用下高温的液态材料充盈铸件型腔、横浇道和直浇道。

f：高温的液态材料凝固冷却后，即得铸件。