[发明专利]用树脂砂型生产稀土镁铸态球墨铸铁管工艺

说明书

本发明涉及用树脂砂型生产稀土镁铸态球墨铸铁管工艺。

目前生产球墨铸铁管有三种工艺：其一为立式铸管工艺；其二为连续铸管工艺；其三为离心铸管工艺。离心铸管工艺，按铸型分类有金属型和砂型。离心金属型铸管工艺，金属模必须定期更换，金属模价格昂贵，维修复杂，而且生产出的球墨铸铁管必须进行热处理，成本高。离心砂型铸管工艺，需要大量的铸造用砂和昂贵的砂处理设备。

美国专利局1964年5月12日公布的申请号为3132387，名称为“离心铸造方法”，介绍一种新的铸造方法，使之既可以避开离心砂型方法的大量用砂和昂贵的砂处理设备，又可以避开金属型方法的由于金属模更换频繁而造成价格昂贵的缺点。该专利是将一定数量的造型材料，用离心方法均匀地布在模内表面上，布料后向型料吹以二氧化碳进行固化。该造型材料是一种混合物，其中含有可以通过吹某种气体予以固有化的粘结剂，如选用一种靠某种碱性的硅酸盐，硅酸钠（水玻璃）为粘结剂。造好型后即可按常规的离心方法进行离心铸造。但该专利并没有介绍该型砂具体成分和配比，也没有介绍制型砂的工艺，而主要介绍其布砂机的结构，构造及使用方法。

本发明的目的是提供一种改进的离心树脂砂型铸管工艺，采用稀土镁做球化剂，制造出不需要热处理的树脂砂型稀土镁铸态球墨铸铁管。

本发明是这样实现的，即用布砂机实现对金属管模内壁的均匀布砂。附图1为树脂砂型铸铁管布砂机示意图，也作为说明书摘要的附图。布砂机是由金属管模1、布砂槽2、布砂车3和托辊4组成。用树脂砂型生产稀土镁铸态球墨铸铁管的工艺，是用热固离心方法制成树脂砂型，即将金属管模1加热至220～250℃，往布砂槽2内加入一定量的树脂砂，金属管模1放在布砂机托辊4上，托辊4的直径为500～900毫米，金属管模与托辊之间夹角为70～125度，布砂车3以10～14米/分速度前进使布砂槽2全部进入金属管模1内。转动金属管模1，其转动速度为45～180转/分，然后转动布砂槽2（与金属管模1转动方向相同）转动速度为3～4转/分，使树脂砂均匀布入金属管模1内壁、形成厚度为5～8毫米均匀的树脂砂型。布砂车3退出使布砂槽2全部从金属管模1内退出，经过2～4分钟树脂砂固化成型，将金属管模1从布砂机上移至离心铸造机上旋转，再将球化处理的铁水从金属管模一端注入并形成管状，铁水凝固后，离心机停止旋转，管模移至脱模机从一端将成型的管子拉出。

附图1所示装置是制造树脂砂型的主要设备，其中布砂槽2的旋转是通过电动机→减速机→连轴节实现。布砂车3的行走是通过电动机→减速机→皮带轮→车轴实现。布砂机托辊4的旋转是通过电动机→减速机→齿轴联轴节实现。金属管模1的旋转是通过布砂机托辊4→金属管模1实现。树脂砂是由原砂加粘结剂酚醛树脂、固化剂乌洛托品混合，并经加工搅拌，冷却破碎和筛分制成。

热固离心方法制树脂砂型采用GB3421-82管体承口截面图（见附图2）在c-d和e-f段上不能制成树脂砂型，原因是树脂砂被布砂槽2翻落在旋转的金属管模1内壁是依靠重力自由下落。承口是以R_A、R_B为半径制成承口形状，R_A为半径的园弧上的c-d段与R_B为半径园弧上的e-f段任意一点的切线与金属管模1的轴向夹角都大于30度。30度是散状砂的动力安息角，树脂砂落到园弧c-d段和e-f段必然下滑。模拟试验也证明了这一点。所以在c-d段和e-f段不能形成一定厚度的砂层，其g-c段的斜度为1：24，d-h段的斜度为1：12。

为了实现在金属管模1承口处也能均匀布砂达到生产球墨铸铁管的目的，本发明改进了GB3421-82管体承口截面形状，重新设计了金属管模1承口截面形状（见附图3），为了保证树脂砂型在金属管模1承口c′-d′段和e′-f′段在布砂时树脂砂不下滑，形成工艺要求的砂型厚度，R_A，R_B为半径园弧c′-d′段和e′-f′段任意一点的切线与金属管模1轴向夹角要小于28度，半径R_A′为4c，R_B′为5c，其中c为GB3421-82标准中的c部尺寸，同时加大d′-h′段斜度，g′-c′段斜度为1：24，d′-h′段斜度为1：4。

对于生产不同直径球墨铸铁管，其布砂机的工艺参数是不同的，表1是生产φ300～φ1200mm不同直径球墨铸铁管布砂机工艺参数。