[发明专利]一种薄壳培砂浇注简易工艺

说明书

技术领域

本发明涉及精密铸钢行业，对精密泵阀铸件采用一种薄壳培砂浇注简易工艺的制造过程。应用该工艺流程能满足泵阀精密铸钢件浇铸的要求，既保证精密铸钢件的质量,又能简化制壳工艺，缩短生产周期,降低生产成本。

背景技术

泵阀精密铸钢件价格高,具备耐高温、高压、耐磨、耐腐蚀功能。由于形状复杂，大多数都是铸件，这些铸件几何尺寸、形位公差、表面精度要求高。这些铸件通常用水玻璃石英砂制成型壳，25公斤以下小件制壳需反复涂二层面层,一层过渡层,二~三层加固层固化粘结成型壳，25公斤以上大件制壳需反复涂二层面层,一层过渡层,四~五层加固层固化粘结成型壳，才能保证浇铸要求,而且生产周期长，工艺复杂,成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种薄壳培砂浇注简易工艺，用二层面层,一层过渡层,共三层固化粘结成型壳，简称薄壳,用水玻璃粘结剂，面层粉料用石英粉加少量的石英细砂,加入润滑剂,消泡剂制成涂料,撒石英砂；二层、过渡层用水玻璃粘结剂，粉料用石英砂、莫来石混合制成涂料, 撒莫来石砂。不用加固层。采用浸入结晶氯化铝水溶液中硬化方式。面层、过渡层硬化后用水清洗模壳再干燥处理，模壳脱蜡后经960~1000℃烘烧,保温2小时以上制成的型壳。能浇透型壳消除分层、裂纹、气孔、夹砂、硬化不足缺陷。用这种高温型壳放入专用砂箱内，从砂箱侧边入砂口培入20/40目回用砂经振动台震实。浇铸钢液15~30min后,吊起专用砂箱上部罩箱,箱内培落入集砂斗，待下一次循环使用,型壳内铸件快速空冷凝固,清壳简便，铸件经VT和三维坐标检测能保证尺寸精度、表面质量,经MT、PT、RT无损检测能保证内部质量。生产周期短，工艺简单,成本低,比原来有加固层型壳每吨铸件成本下降200多元。且适宜制造规格较大的泵阀类精铸件。

本发明技术方案是一种薄壳培砂浇注简易工艺，工艺流程其特征是：

制蜡型——制薄壳——脱蜡——焙烧——培砂浇注——开箱空冷——清理型壳；

这种工艺流程中关键工序的技术要求为：

制蜡型：根据铸件结构的特征，在蜡模上设计合理的出气通道，便于浇注时型壳内高温、高压气体有效畅通排出；

制薄壳：第一层面涂料配方，用水玻璃粘结剂, 模数M=3.2~3.4,密度ρ=1.32~1.36g/cm³,粉料用85~95%的270目石英粉,5~15%的70/140目石英砂混合料,粉液比n=1.25~1.40,加入水玻璃液体重量0.3~1%的润湿剂, 加入水玻璃液体重量0.1~0.5%的消泡剂,搅拌后的涂料在室温10~32℃,相对湿度35~80%时，用Ф6流杯测量的粘度为20~35S, 涂层厚度0.30~0.40mm,蜡模浸涂料后撒40/70目的石英砂；第二层面涂料配方，粘结剂用水玻璃,粉料用200目的石英粉、200目莫来粉各50%混合料,粉液比n=0.80~1.15,搅拌后用Ф6流杯测量的粘度为20~40S, 涂层厚度0.20~0.30mm,蜡模浸涂料后撒16/30目莫来砂；过渡层涂料配方，粘结剂用水玻璃,粉料用25 %左右的200目石英粉, 75%左右的200目莫来粉混合料,粉液比n=1.20~1.50,搅拌后用Ф6流杯测量涂料的粘度为40~80S,蜡模浸涂料后撒10/20目莫来砂；三层硬化方式是采用浸入结晶氯化铝水溶液中硬化, 硬化液的参数为：密度ρ_液=1.13~1.28g/cm³ ,波美度⁰Bé=16~28,酸度PH=1.5~2.5,模壳面层、过渡层硬化时间大于1.5h,出硬化池放入清水池冲洗,干燥5~24h；

型壳焙烧：模壳脱蜡后由二层面层一层过渡层固化粘结成薄壳，经960~1000℃焙烧,只需保温2小时以上出炉；

培砂浇注：是利用箱底盘面上加罩箱组合成专用砂箱,在箱底盘面上放入20/40目回用壳砂,砂层厚度大于50mm,再把高温型壳放入罩箱内,从罩箱侧入砂口放入20/40目回用壳砂,保证型壳到箱壁最小距离大于80mm,直到培满至型壳浇口杯和出气孔下端面,用机械振动台震实、震平砂平面即可浇注钢液；

开箱空冷：是指浇注后15~30min,小件取下限,大件取上限,吊起罩式砂箱,让培砂落入集砂斗，待下一次循环使用，加速铸件顺序凝固冷却。