[发明专利]防止球铁曲轴缩松缺陷的铸造方法

说明书

本发明主要应用于船用柴油机球铁曲轴铸件铸造技术领域，特别涉及一种防止球铁曲轴缩松缺陷的铸造方法，采取以下步骤：(一)完成铸造造型工艺设计和模底板、砂箱设计；(二)计算铸件立箱时的温度场，确定热节部位；(三)在热节部位处设计冷铁：(四)冒口设计：在曲轴自由端设置球型冒口用于对自由端的补缩，冒口要求有出气孔；(五)完成曲轴、冷铁模具及工装制作、安装；(六)完成造型工序；(七)浇注、立箱。本方法确定热节位置，通过在不同部位根据结构采用不同冷铁配合减少缺陷产生，同时采用冒口、冷铁加立箱浇注结合的方式解决缩松缺陷，效果显著，提高生产质量，降低成本。

技术领域

本发明涉及一种防止球铁曲轴缩松缺陷的铸造方法，主要应用于船用柴油机球铁曲轴铸件铸造技术领域。

背景技术

现有的柴油机球铁曲轴通常采用树脂砂造型工艺，工艺灵活，适用性广，可以生产所有品种的曲轴，但曲轴主轴颈、曲拐颈容易产生缩松缺陷。

目前铸造行业生产球铁曲轴主要有树脂砂工艺和铁型覆砂工艺，铁型覆砂工艺由于投资较大，主要生产小型曲轴，而树脂砂工艺在大型柴油机曲轴方面应用很广。但曲轴主轴颈、曲拐颈处产生的缩松缺陷一直无法解决。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种防止球铁曲轴缩松缺陷的铸造方法，该方法通过热节处设置冷铁、浇注后立箱冷却、曲轴上端冒口补缩结合的方式解决曲轴缩松问题。

本发明所述的防止球铁曲轴缩松缺陷的铸造方法，采取以下步骤：

(一)完成铸造造型工艺设计和模底板、砂箱设计；

(二)计算铸件立箱时的温度场，确定热节部位；

(三)在热节部位处设计冷铁：

主轴颈冷铁采用四号冷铁，四号冷铁设置在曲轴主轴颈R角处，主轴颈R角被冷铁全包围；

曲拐冷铁设计为一号冷铁、二号冷铁、三号冷铁，根据分型面不同，曲拐分水平、垂直、斜曲拐，在曲拐裆部设置随型冷铁；曲拐颈朝上平衡重朝下时，曲拐最高点需要设置六号冷铁；

其他R角处设置五号冷铁，自由端设置七号冷铁；

(四)冒口设计：在曲轴自由端设置球型冒口用于对自由端的补缩，冒口要求有出气孔；

(五)完成曲轴、冷铁模具及工装制作、安装；

(六)完成造型工序；

(七)浇注、立箱。

步骤(三)中四号冷铁宽度大于主轴颈直径，长度大于1.5倍主轴颈直径，冷铁厚度为紧贴部位曲轴厚度的1/4以上，冷铁至少间隔10毫米。

步骤(三)中一号冷铁、二号冷铁、三号冷铁宽度分别对应曲拐颈直径，长度至少1.5倍曲拐颈直径，冷铁厚度至少为紧贴部位毛坯厚度的1/4，冷铁至少间隔10毫米。

步骤(三)中六号冷铁厚度至少是曲拐颈直径1/4。

步骤(四)中冒口球直径要大于铸件自由端直径50％，冒口颈直径处于冒口球直径的40％-50％之间。冒口颈不能过小或过大，过小影响补缩，过大不利清理。

步骤(六)中保证砂型强度，特别注意冷铁间隙砂型紧实。

步骤(七)中要求快速浇注，浇注温度要在1335℃-1350℃内，浇注完立刻对浇口和出气冒口进行冷却，浇注完成3分钟内完成立箱，立箱角度45°-60°，浇铸后24小时后打箱。

步骤(一)中采用中注式工艺，主轴颈中心分型，先封闭后开放浇注系统，采用集渣浇道，降低夹渣缺陷，每个曲拐设置扁平截面内浇口。

本发明的有益效果是：