CN104353782A - 一种消失模铸造高锰钢筛板工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种消失模铸造工艺，具体是消失模铸造高锰钢筛板工艺。包括以下步骤：第一步、白模：第二步、制涂料；第三步、模组、白模组串：第四步、刷涂料；第五步、砂型；第六步、熔炼；第七步、浇注、落砂、水韧处理。本发明工艺采用顶注充型所需时间最短，浇速快，利于防止塌箱；温度降低少，有利于防止浇不足和冷隔缺陷；工艺出品率高，顺序凝固补缩效果好；可以消除铸件碳缺陷。小批量中试和大批量生产实践表明，铸件产品的一次性合格率达到95%左右。

Description

一种消失模铸造高锰钢筛板工艺

技术领域

本发明涉及一种消失模铸造工艺，具体是消失模铸造高锰钢筛板工艺。

背景技术

消失模铸造（又称实型铸造）是用泡沫塑料（EPS 、STMMA或EPMMA）消失模铸造工艺高分子材料制作成为与要生产铸造的零件结构、尺寸完全一样的实型模具，经过浸涂耐火涂料（起强化、光洁、透气作用）并烘干后，埋在干石英砂中经三维振动造型，浇铸造型砂箱在负压状态下浇入熔化的金属液，使高分子材料模型受热气化抽出，进而被液体金属取代冷却凝固后形成的一次性成型铸造新工艺生产铸件的新型铸造方法。

对于消失模铸造有多种不同的叫法，国内主要的叫法还有“干砂实型铸造”“负压实型铸造”， 简称EPS 铸造。国外的叫法主要有：lost foam process ( USA ) 、policast process ( Italy ) 等。

与传统铸造技术相比，消失模铸造技术具有无与伦比的优势，被国内外铸造界称为“21世纪的铸造技术”和“铸造工业的绿色革命”。

消失模铸造有下列特点：1、铸件质量好，成本低；2、材质不限，大小皆宜；3、精度高、表面光洁、减少清理、节省机加；4、内部缺陷大大减少，铸件组织致密； 5、可实现大规模、大批量生产；6、适用于相同铸件的大批量生产铸造；7、适用于人工操作与自动化流水线生产运行控制；8、生产线的生产状态符合环保技术参数指标要求；9、可以大大改善铸造生产线的工作环境与生产条件、降低劳动强度、减少能源消耗。

高猛钢筛板是选矿、建材、冶金等各种矿石颗粒过筛的常用抗磨合金铸件，尤其用于振动条件下的过筛，一般ZGMn13使用寿命只用几个月，改用ZGMn13Cr2在消失模铸造工艺下生产的各种尺寸（筛孔大小的）筛板，经过多年厂家使用后反应，寿命增加2倍、3倍、4倍以上，深受用户欢迎。

申请号 201310750049.4公开了一种铸态使用的高锰钢衬板的铸造工艺，其具体包括有金属型的设计与加工、金属型覆砂、熔炼浇铸、冷却及精整步骤。该方法因为采用金属型的设计与加工，成本高，加工余量大。

申请号 201210301732.5公开了一种锤头式破碎机筛板生产工艺，其中公开了采用消失模工艺铸造，但是其中没有将具体的工艺步骤详细描述。

高锰钢液浇注筛板的消失模浇注***控制不好，次品率很高，因为顶注，如候管浇口杯下接直、横、内浇道，浇道偏大、偏多，则进入型腔的钢液温度过高、过快，使腔内过热，产生的缺陷有：粘砂、化学粘砂、涂层开裂、剥落造成胀砂、结疤、鼓凸、多肉等，塌砂、腔内钢液进入过快、过猛、冲击力过大，温度又过高，使局部砂型崩溃、塌散，使铸件报废；同样的过热浇注温度，采用底注，直、横、内浇道截面过小、偏少，使钢液进内腔时速度变缓变慢，时间又过长，促使温度降低过甚，以致局部地方白模完全干净熔化，产生的缺陷：皱皮、积磷、里皮、粘砂、钢液、砂、白模分解残余液、光亮碳和焦油，粘接在一起，难以清理，浇不到、缺肉、重皮、夹渣、夹杂、夹气等。所以必须考虑对铸件相适应的浇注***。直横、内截面积，以控制进入型腔的适当的速度，温度和热场的分布，才能获得合格铸件。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种消失模铸造高锰钢筛板，生产出的筛板耐磨性能好，强度高，寿命长。

其具体技术方案是：

一种消失模铸造高锰钢筛板工艺，包括以下步骤：

第一步、白模：按筛板图纸要求考虑消失模铸造的铸造工艺计算好收缩量，然后，用电热丝在白模切割机平台上切割EPS板材，在空心薄钢管外直径为筛孔大小逐一摁出，白模需要量较多时，使用模具一次或几次摁出圆孔，制成筛板白模；

第二步、制涂料；

第三步、模组、白模组串：筛板白模的内浇口，一箱1900mm×1600mm×1600mm布置24件，每件内浇口为П形，宽10mm×长40mm×高20mm间距100mm，另一个内浇口10mm×40mm×20mm，横内浇道连接二个内浇口以40mm×40mm×1800mm横浇道将24件，上端内浇口连接中间置直浇道上设浇口杯，顶注，为均衡化凝固；

第四步、刷涂料；

第五步、砂型；造型时，先在沙箱底部铺150mm厚的砂，振实，振平整并刮平，再将筛板串组吊放入砂箱内，置中，落砂斗中布袋式均匀加砂，边振动，边加砂，至型砂离砂箱10~20mm时停止加砂，顶面铺塑料薄膜，用干砂压盖好，放置好浇口杯，待浇；

第六步、熔炼；

第七步、浇注、落砂、水韧处理。

所述ESP板材密度在0.016~0.025g/cm³。

所述刷涂料，先将每件筛板白模进烘房45~55℃烘干燥，用手工刷涂一遍涂料，尤其要注意筛板每个洞孔均要均匀刷上涂料，然后烘干，再刷第二遍，再进烘房烘干；将直浇道、横浇道、内浇道筛板白模粘接成一组串，涂上二遍涂料，烘干后落箱。

所述第七步浇注温度为1400~1550℃，浇筑时砂箱内控制负压值0.015~0.025MPa，浇注完毕后，过3~5min去除真空。

所述水韧处理冷炉升温40~100℃/h，升温至650℃保温1.0~2.0h再升温至1050~1100℃保温1.0h左右，大于950℃水淬，水池的水温保持40℃以下。

采用橡胶式三维振实台，振动电机，频率为50Hz，振动时间为60~90s，振幅0.3-0.5mm。

有益效果：顶注充型所需时间最短，浇速快，利于防止塌箱；温度降低少，有利于防止浇不足和冷隔缺陷；工艺出品率高，顺序凝固补缩效果好；可以消除铸件碳缺陷。

小批量中试和大批量生产实践表明，铸件产品的一次性合格率达到95%左右。

具体实施方式

实施例一：

一种消失模铸造高锰钢筛板工艺，包括以下步骤：

第一步、白模：按筛板图纸要求考虑消失模铸造的铸造工艺计算好收缩量，然后，用电热丝在白模切割机平台上切割EPS板材，在空心薄钢管外直径为筛孔大小逐一摁出，白模需要量较多时，使用模具一次或几次摁出圆孔，制成筛板白模；

第二步、制涂料；镁橄榄石砂（粉）涂料

成分：镁橄榄石砂（粉）粒径0.053mm，100kg，钠基膨润土6~10kg，无水碳酸钠1~3kg，CMC0.5~1.0kg，黏结剂2~3kg，乳白胶3~4kg，水适量；混制：镁橄榄石粉+膨润土+无水碳酸钠+黏结剂搅拌均匀+CMC（先水溶）+乳白胶搅拌/4h出料（涂料）。此种涂料必须注意镁橄榄石粉中Si0₂（石英）含量≥40%时，往往影响涂料的作用，因为Si0₂和MmO会产生化学反应而粘接。

第三步、模组、白模组串：筛板白模的内浇口，一箱1900mm×1600mm×1600mm布置24件，每件内浇口为П形，宽10mm×长40mm×高20mm间距100mm，另一个内浇口10mm×40mm×20mm，横内浇道连接二个内浇口以40mm×40mm×1800mm横浇道将24件，上端内浇口连接中间置直浇道上设浇口杯，顶注，为均衡化凝固；

第四步、刷涂料；先将每件筛板白模进烘房45℃烘干燥，用手工刷涂一遍涂料，尤其要注意筛板每个洞孔均要均匀刷上涂料，然后烘干，再刷第二遍，再进烘房烘干；将直浇道、横浇道、内浇道筛板白模粘接成一组串，涂上二遍涂料，烘干后落箱。

第五步、砂型；造型时，先在沙箱底部铺150mm厚的砂，振实，振平整并刮平，再将筛板串组吊放入砂箱内，置中，落砂斗中布袋式均匀加砂，边振动，边加砂，至型砂离砂箱10~20mm时停止加砂，顶面铺塑料薄膜，用干砂压盖好，放置好浇口杯，待浇；

第六步、熔炼；用1.0t中频炉按熔炼高锰钢操作工艺进行，并进行适量稀土变质处理，以使铸件晶粒细化。

第七步、浇注、落砂、水韧处理。浇注温度为1450℃，浇筑时砂箱内控制负压值0.015~0.025MPa，浇注完毕后，过3~5min去除真空。因为高锰钢的导热性差，易产生热烈和冷裂，故将铸件在砂箱里保温要充分，往往浇注是在晚上用电低谷时开炉熔炼后浇注毕，等到第二天傍晚再打箱，清砂。

所述水韧处理冷炉升温60℃/h，升温至650℃保温1.0~2.0h再升温至1050℃保温1.0h左右，大于950℃水淬，水池的水温保持40℃以下。水池最好水量要多，且为流动状态，池底进冷水，上面流出热水，不断降低保持水温，才能获得优质的筛板。

实施例二：

一种消失模铸造高锰钢筛板工艺，包括以下步骤：

第一步、白模：按筛板图纸要求考虑消失模铸造的铸造工艺计算好收缩量，然后，用电热丝在白模切割机平台上切割EPS板材，在空心薄钢管外直径为筛孔大小逐一摁出，白模需要量较多时，使用模具一次或几次摁出圆孔，制成筛板白模；

第二步、制涂料；镁橄榄石砂（粉）涂料

成分：镁砂粉（电熔镁砂粉）涂料

成分：镁砂粉（电熔镁砂粉）100kg，纯碱（Na₂CO₃）2kg，膨润土8kg，CMC1.0kg，BY（水溶性树脂）2.0kg，白乳胶2kg和水适量。混制：滚筒式涂料搅拌8h即可。耐火材料根据市场供应可购棕刚玉粉（Al₂O₃）铝矾土矿石经电熔处理后，即宝珠砂的粉料也可以。

第三步、模组、白模组串：筛板白模的内浇口，一箱1900mm×1600mm×1600mm布置24件，每件内浇口为П形，宽10mm×长40mm×高20mm间距100mm，另一个内浇口10mm×40mm×20mm，横内浇道连接二个内浇口以40mm×40mm×1800mm横浇道将24件，上端内浇口连接中间置直浇道上设浇口杯，顶注，为均衡化凝固；

第四步、刷涂料；先将每件筛板白模进烘房55℃烘干燥，用手工刷涂一遍涂料，尤其要注意筛板每个洞孔均要均匀刷上涂料，然后烘干，再刷第二遍，再进烘房烘干；将直浇道、横浇道、内浇道筛板白模粘接成一组串，涂上二遍涂料，烘干后落箱。

第五步、砂型；造型时，先在沙箱底部铺150mm厚的砂，振实，振平整并刮平，再将筛板串组吊放入砂箱内，置中，落砂斗中布袋式均匀加砂，边振动，边加砂，至型砂离砂箱10~20mm时停止加砂，顶面铺塑料薄膜，用干砂压盖好，放置好浇口杯，待浇；

第六步、熔炼；用1.0t中频炉按熔炼高锰钢操作工艺进行，并进行适量稀土变质处理，以使铸件晶粒细化。

第七步、浇注、落砂、水韧处理。浇注温度为1500℃，浇筑时砂箱内控制负压值0.015~0.025MPa，浇注完毕后，过3~5min去除真空。因为高锰钢的导热性差，易产生热烈和冷裂，故将铸件在砂箱里保温要充分，往往浇注是在晚上用电低谷时开炉熔炼后浇注毕，等到第二天傍晚再打箱，清砂。

所述水韧处理冷炉升温80℃/h，升温至650℃保温1.0~2.0h再升温至1050℃保温1.0h左右，大于950℃水淬，水池的水温保持40℃以下。

实施例三：

一种消失模铸造高锰钢筛板工艺，包括以下步骤：

第一步、白模：按筛板图纸要求考虑消失模铸造的铸造工艺计算好收缩量，然后，用电热丝在白模切割机平台上切割EPS板材，在空心薄钢管外直径为筛孔大小逐一摁出，白模需要量较多时，使用模具一次或几次摁出圆孔，制成筛板白模；

第二步、制涂料；镁橄榄石砂（粉）涂料

成分：镁砂粉（电熔镁砂粉）涂料

成分：镁砂粉（电熔镁砂粉）100kg，纯碱（Na₂CO₃）2kg，膨润土8kg，CMC1.0kg，BY（水溶性树脂）2.0kg，白乳胶2kg和水适量。混制：滚筒式涂料搅拌8h即可。耐火材料根据市场供应可购棕刚玉粉（Al₂O₃）铝矾土矿石经电熔处理后，即宝珠砂的粉料也可以。在制得的涂料中加入少量活性剂（JFC或T-10或松节油）0.5%~1.0%（质量分数）。

第三步、模组、白模组串：筛板白模的内浇口，一箱1900mm×1600mm×1600mm布置24件，每件内浇口为П形，宽10mm×长40mm×高20mm间距100mm，另一个内浇口10mm×40mm×20mm，横内浇道连接二个内浇口以40mm×40mm×1800mm横浇道将24件，上端内浇口连接中间置直浇道上设浇口杯，顶注，为均衡化凝固；

第四步、刷涂料；先将每件筛板白模进烘房55℃烘干燥，用手工刷涂一遍涂料，尤其要注意筛板每个洞孔均要均匀刷上涂料，然后烘干，再刷第二遍，再进烘房烘干；将直浇道、横浇道、内浇道筛板白模粘接成一组串，涂上二遍涂料，烘干后落箱。

第五步、砂型；造型时，先在沙箱底部铺150mm厚的砂，振实，振平整并刮平，再将筛板串组吊放入砂箱内，置中，落砂斗中布袋式均匀加砂，边振动，边加砂，至型砂离砂箱10~20mm时停止加砂，顶面铺塑料薄膜，用干砂压盖好，放置好浇口杯，待浇；

第六步、熔炼；用1.0t中频炉按熔炼高锰钢操作工艺进行，并进行适量稀土变质处理，以使铸件晶粒细化。

第七步、浇注、落砂、水韧处理。浇注温度为1550℃，浇筑时砂箱内控制负压值0.015~0.025MPa，浇注完毕后，过3~5min去除真空。因为高锰钢的导热性差，易产生热烈和冷裂，故将铸件在砂箱里保温要充分，往往浇注是在晚上用电低谷时开炉熔炼后浇注毕，等到第二天傍晚再打箱，清砂。

所述水韧处理冷炉升温100℃/h，升温至650℃保温1.0~2.0h再升温至1050℃保温1.0h左右，大于950℃水淬，水池的水温保持40℃以下。 

Claims (6)

1. 一种消失模铸造高锰钢筛板工艺，其特征在于，包括以下步骤：

第一步、白模：按筛板图纸要求考虑消失模铸造的铸造工艺计算好收缩量，然后，用电热丝在白模切割机平台上切割EPS板材，在空心薄钢管外直径为筛孔大小逐一摁出，白模需要量较多时，使用模具一次或几次摁出圆孔，制成筛板白模；

第二步、制涂料；

第三步、模组、白模组串：筛板白模的内浇口，一箱1900mm×1600mm×1600mm布置24件，每件内浇口为П形，宽10mm×长40mm×高20mm间距100mm，另一个内浇口10mm×40mm×20mm，横内浇道连接二个内浇口以40mm×40mm×1800mm横浇道将24件，上端内浇口连接中间置直浇道上设浇口杯，顶注，为均衡化凝固；

第四步、刷涂料；

第五步、砂型；造型时，先在沙箱底部铺150mm厚的砂，振实，振平整并刮平，再将筛板串组吊放入砂箱内，置中，落砂斗中布袋式均匀加砂，边振动，边加砂，至型砂离砂箱10~20mm时停止加砂，顶面铺塑料薄膜，用干砂压盖好，放置好浇口杯，待浇；

第六步、熔炼；

第七步、浇注、落砂、水韧处理。

2.根据权利要求1所述的消失模铸造高锰钢筛板工艺，其特征在于，所述ESP板材密度在0.016~0.025g/cm³。

3.根据权利要求1所述的消失模铸造高锰钢筛板工艺，其特征在于，所述刷涂料，先将每件筛板白模进烘房45~55℃烘干燥，用手工刷涂一遍涂料，尤其要注意筛板每个洞孔均要均匀刷上涂料，然后烘干，再刷第二遍，再进烘房烘干；将直浇道、横浇道、内浇道筛板白模粘接成一组串，涂上二遍涂料，烘干后落箱。

4.根据权利要求1所述的消失模铸造高锰钢筛板工艺，其特征在于，所述第七步浇注温度为1400~1550℃，浇筑时砂箱内控制负压值0.015~0.025MPa，浇注完毕后，过3~5min去除真空。

5.根据权利要求1所述的消失模铸造高锰钢筛板工艺，其特征在于，所述水韧处理冷炉升温40~100℃/h，升温至650℃保温1.0~2.0h再升温至1050~1100℃保温1.0h左右，大于950℃水淬，水池的水温保持40℃以下。

6.根据权利要求1所述的消失模铸造高锰钢筛板工艺，其特征在于，采用橡胶式三维振实台，振动电机，频率为50Hz，振动时间为60~90s，振幅0.3-0.5mm。