[发明专利]粘土湿型砂造型生产大中型筒形铸铁件的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及铸铁件的加工领域，具体是一种粘土湿型砂造型生产大中型筒形铸铁件的工艺方法。

背景技术

粘土砂型铸造是铸铁件的常用加工方法，其中，粘土干型砂铸造是大中型铸铁件的主要生产方法，工艺流程为：型砂制备—造型—制芯—铸型（芯）的烘干—合箱—浇注—落砂与清理—铸件质量检验与缺陷修补，工艺中型芯（即外砂型及砂芯）需经燃煤烘干窑炉进行烘干，升温时间长，故能耗很高，并会对环境造成严重污染；以容积为50m³的型芯燃煤烘干炉为例，耗煤量约达100㎏/h ,每次烘烤型芯按10小时计算，约需煤炭1.0吨，如一次烘干一组二硫化碳气化反应炉（二硫化碳的主要生产设备）的铸件型芯，按一组铸件约重10-12吨计算（其中：一件中节铸件约重0.8吨；一件底节铸件约重1.5吨），每吨铸件约需用煤炭0.084-0.1吨。考虑到粘土干型砂铸造已是中国铸造协会和国家工信部在《铸造企业准入制度》中规定为淘汰的落后生产工艺，为顺应国家节能减排可持续发展战略，在二硫化碳气化反应炉铸件生产工艺中，淘汰型芯燃煤烘干炉势在必行。虽然随着科技进步，大中型铸铁件的生产已可采用自硬砂造型、消失模造型、V法造型等不经烘干窑炉烘干型芯的工艺实现，但这些工艺设备投资大，生产成本高，不适应一般性铸铁件的生产加工。而粘土湿型砂铸造是中小型铸铁件的主要生产方法，其与粘土干型砂铸造工艺相比，工艺成本低，能耗低，具有相对竞争优势，但目前并未应用于大型铸铁件的生产，原因在于铸件浇注过程中型芯不可避免的要产生气体（型芯中的水分遇热必然要产生气体），会在铸铁件表面产生气孔，对铸件产品的质量无疑造成了一定影响。如何避免粘土湿型砂铸造工艺过程中浇注产生的气体影响到铸件质量，是将粘土湿型砂铸造工艺应用于大中型铸铁件生产加工的技术难点。

发明内容

本发明为了实现粘土湿型砂铸造工艺在大中型铸铁件生产加工中的应用，并生产出符合技术要求的合格铸件，提供了一种粘土湿型砂造型生产大中型筒形铸铁件的工艺方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：粘土湿型砂造型生产大中型筒形铸铁件的工艺方法，按如下工艺步骤实现：型砂制备—造型—制芯—合箱—浇注—落砂—清理—检验与修补；制芯步骤如下：1、依据所加工筒形铸铁件的结构设计对应砂芯的结构，所述砂芯在轴向上设计有通孔结构或盲孔结构，形成空腔式结构；2、依据砂芯的结构绘制内模、外模的图纸；3、依据图纸采用钢板制作内模、外模，其中内模上均匀开设有若干排气通孔；4、制作空腔砂芯：将外模和内模固定于平整的地板上，于外模和内模之间填入粘土湿型砂，捣实后脱去外模，得到空腔粘土湿型砂芯，其中，粘土湿型砂的配制在型砂制备步骤中完成。所述型砂制备、造型、合箱、浇注、落砂、清理、检验与修补皆为现有粘土湿型砂铸造工艺的公知技术。

与现有技术相比，本发明采用空腔粘土湿型砂芯替代现有实心的粘土干型砂芯，使铸件浇注过程中砂芯产生的气体可以经由砂芯上的通孔或盲孔排出，能有效避免铸件内表面产生气孔等缺陷，进而解决粘土湿型砂铸造工艺应用于大中型铸铁件生产加工的技术难点。而且砂芯上内模的保留有效保证了砂芯的强度和刚度，并利用内模上的排气通孔实现有效透气。经生产过程试验，本发明所述工艺方法生产加工的铸件产品符合质量合格要求，且使用性能和外观质量均有提高。本发明所述工艺方法去掉了粘土干型砂铸造工艺需将型芯通过燃煤烘干炉进行烘干的工艺步骤，彻底地淘汰了燃煤烘干窑炉，不仅实现了节能减排，缩短了生产工艺过程，而且能有效节约生产成本，提高生产效率，增加企业的经济效益，同时实现一定的环境和社会效益。

本发明工艺合理、简单，便于实施，且实施满足节能减排要求，能有效节约生产成本，缩短生产工艺过程，提高生产效率，增加企业的经济效益。主要用于生产二硫化碳气化反应炉的中节和底节铸件等具有筒形特点的铸铁件。

附图说明

图1为现有实心砂芯与外砂型配合的结构示意图；

图2为本发明所述空腔粘土湿型砂芯与外砂型配合的结构示意图；

图中：1-实心砂芯；2-外砂型；3-空腔粘土湿型砂芯；4-铸铁件；5-内模；6-排气通孔。

具体实施方式

粘土湿型砂造型生产大中型筒形铸铁件的工艺方法，按如下工艺步骤实现：型砂制备—造型—制芯—合箱—浇注—落砂—清理—检验与修补；制芯步骤如下：1、依据所加工筒形铸铁件的结构设计对应砂芯的结构，所述砂芯在轴向上设计有通孔结构或盲孔结构，形成空腔式结构；2、依据砂芯的结构绘制内模、外模的图纸；3、依据图纸采用钢板制作内模5、外模，其中内模5上均匀开设有若干排气通孔6；4、制作空腔砂芯：将外模和内模5固定于平整的地板上，于外模和内模5之间填入粘土湿型砂，捣实后脱去外模，得到空腔粘土湿型砂芯3，其中，粘土湿型砂的配制在型砂制备步骤中完成。具体实施时，内模、外模均采用至少8mm厚A3钢板制作。