CN106734898A - 抗磨抛丸机叶片的铸造方法 - Google Patents

抗磨抛丸机叶片的铸造方法 Download PDF

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岳太文
郑金辉
唐越
郝炜
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Abstract

本发明提供一种抗磨抛丸机叶片的铸造方法，包括如下步骤：S1：利用湿型砂对抗磨抛丸机叶片的铸件进行造型，并利用干型砂对所述抗磨抛丸机叶片的铸件进行造芯；S2：选择所述抗磨抛丸机叶片的铸件下表面分型，并选择底注式浇注***；S3：确定铸造时的尺寸公差、铸件重量公差、收缩率、起模斜度、出气孔尺寸；S4：对合金进行熔炼及浇注；S5：进行浇注后将铸件置于900°C保温0.5小时后，从炉中取出冷却，再在220°C保温回火0.5小时之后冷却冷。该抗磨抛丸机叶片的铸造方法具有的优点如下：本方法能够获取垂直于叶片磨损面方向生长的组织，在不大幅提高生产成本的前提下，使其耐磨性有较大提升，应用更加广泛。

Description

抗磨抛丸机叶片的铸造方法
技术领域
本发明涉具体涉及一种抗磨抛丸机叶片的铸造方法。
背景技术
抛喷丸清理技术具有效率高、效果好、空气污染易治理和投资少等优点，被越来越广泛的应用于机械、汽车、航空等各行业中，它不仅用于金属表面除锈、清理，也用于汽车装潢、齿轮、连杆、板簧等工件的强化，还用于工件成形以及涂镀化学处理前的麻面化。抛丸器是利用离心力作用将磨料高速抛出，冲击工件表面致使表面氧化皮、锈层、粘砂或杂质剥落，或使其表面形变并产生压应力。
然而，抛丸器在实际工程应用中，出现了很多问题，比如抛丸器中的分丸轮、定向套、叶片和衬板等都是易磨损的零件，特别是抛丸机叶片很容易磨损，为此，抛丸机的使用寿命受到严重的限制，本发明主要研究如何的解决这一问题，研究如何廉价的解决抛丸机叶片易磨损的状况。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种抗磨抛丸机叶片的铸造方法，该抗磨抛丸机叶片的铸造方法可以很好地解决上述问题。
为达到上述要求，本发明采取的技术方案是：提供一种抗磨抛丸机叶片的铸造方法，该抗磨抛丸机叶片的铸造方法包括如下步骤： S1：利用湿型砂对抗磨抛丸机叶片的铸件进行造型，并利用干型砂对抗磨抛丸机叶片的铸件进行造芯；
S2：选择抗磨抛丸机叶片的铸件下表面分型，并选择底注式浇注***；
S3：确定铸造时的尺寸公差、铸件重量公差、收缩率、起模斜度、出气孔尺寸；
S4：对合金进行熔炼及浇注；
S5：进行浇注后将铸件置于900°C保温0.5小时后，从炉中取出冷却，再在220°C保温回火0.5小时之后冷却冷。
该抗磨抛丸机叶片的铸造方法具有的优点如下：本方法能够获取垂直于叶片磨损面方向生长的组织，在不大幅提高生产成本的前提下，使其耐磨性有较大提升，应用更加广泛。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示意性地示出了根据本申请一个实施例的抗磨抛丸机叶片晶体生长方向与磨损方向示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本申请作进一步地详细说明。
在以下描述中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”、“示例”等等的引用表明如此描述的实施例或示例可以包括特定特征、结构、特性、性质、元素或限度，但并非每个实施例或示例都必然包括特定特征、结构、特性、性质、元素或限度。另外，重复使用短语“根据本申请的一个实施例”虽然有可能是指代相同实施例，但并非必然指代相同的实施例。
为简单起见，以下描述中省略了本领域技术人员公知的某些技术特征。
根据本申请的一个实施例，提供一种抗磨抛丸机叶片的铸造方法，包括如下步骤：S1：利用湿型砂对抗磨抛丸机叶片的铸件进行造型，并利用干型砂对抗磨抛丸机叶片的铸件进行造芯；
S2：选择抗磨抛丸机叶片的铸件下表面分型，并选择底注式浇注***；
S3：确定铸造时的尺寸公差、铸件重量公差、收缩率、起模斜度、出气孔尺寸；
S4：对合金进行熔炼及浇注；
S5：进行浇注后将铸件置于900°C保温0.5小时后，从炉中取出冷却，再在220°C保温回火0.5小时之后冷却冷。
根据本申请的一个实施例，该抗磨抛丸机叶片的铸造方法中干型砂为干型粘土砂，所述湿型砂为湿型粘土砂。
根据本申请的一个实施例，该抗磨抛丸机叶片的铸造方法中抗磨抛丸机叶片铸件的上下箱尺寸公差均选为CT11。
根据本申请的一个实施例，该抗磨抛丸机叶片的铸造方法中抗磨抛丸机叶片铸件的的重量公差等级为MT11。
根据本申请的一个实施例，该抗磨抛丸机叶片的铸造方法中抗磨抛丸机叶片铸件的收缩率为1.75%。
根据本申请的一个实施例，该抗磨抛丸机叶片的铸造方法中抗磨抛丸机叶片铸件的起模斜度选取3°。
根据本申请的一个实施例，该抗磨抛丸机叶片的铸造方法中抗磨抛丸机叶片铸件的出气孔的底部尺寸取Φ5mm。
根据本申请的一个实施例，该抗磨抛丸机叶片的铸造方法中在对对合金进行熔炼时加入调节试剂，其中调节试剂的成分如下：C: 2.7%至3.3%，Si: 0.5%至0.6%，Mn: 0.6%至0.8%，Cr: 15%至20%，Mo: 1.5%至2%，Cu: 1.5%至2%，S少于0.1%，P少于.06%。
该抗磨抛丸机叶片的铸造方法具体如下：第一步：该零件为铸铁件，选择粘土砂为造型和造芯用砂。其中造型用湿型砂，造芯用干型砂。第二步：本次设计中采用的是小批量生产，零件对应的铸件尺寸不大，且重量较小，同时考虑到工艺实施的简便性，降低对设备的要求，降低生产成本等多方面因素，此处选择手工造型。第三步：选择沿铸件下表面分型，选择底注式浇注***。第四步：工艺参数的确定，其中：1、尺寸公差的选用，下箱则为CT9—CT11，为此上下箱均选为CT11。2 、铸件重量公差，铸件的重量公差等级为MT11。3、收缩率，铸件的模样收缩率为2.0%，考虑到下型为金属型，加热时会膨胀，铸件（白口铸铁）的收缩率为1.75%。4、 起模斜度，起模斜度选取3°。6 、出气孔的设计，出气孔的底部尺寸取Φ5mm。7、砂芯的设计，针对零件较为简单的的外形，为尽可能使操作简单，提高生产效率，在初始设计中，仅上箱需要设计砂芯，下箱只需设计出金属型即可。第五步：合金的熔炼及浇注，由于试样尺寸较小，所需的炉料量也较小，因此可采用采用实验用的高频感应电炉来熔炼，实验用的炉料：中碳Cr1，钼铁Mo552，废钢，碳素Mn铁M5。合金元素的吸收率为：C 100%，Si 100%，Mn 90%，Cr 95%，Mo 100%，Cu 100%。熔炼的铁水主要用于浇注叶片，铁水过热及浇注温度也是影响铸件耐磨性能的重要因素。铁水的过热温度最好能高些（接近1500°C），可使石墨变细，并有利于去除氧化杂质，减少缺陷。浇注温度为1350°C－1400°C，浇注温度太高则会使铸件晶粒粗大，对性能不利；浇注温度太低，铸件表面会起冷隔、皱皮等。
根据抛丸叶片的工作环境，要求其必须具有高耐磨性和一定的韧性，要具有以上的性能，必须具有相应的组织和结构，要得到不连续的分散的M7C3型碳化物和连续的基体，可以从成分和工艺两方面来着手。成分上主要调整C和Cr的含量，控制和减少Si、S和P的含量，加入适量的合金元素如Mo、Cu等。其中：C: 2.7%至3.3%，Si: 0.5%至0.6%，Mn: 0.6%至0.8%，Cr: 15%至20%，Mo: 1.5%至2%，Cu: 1.5%至2%，S少于0.1%，P少于.06%。
在工艺方面，通过优化工艺方案，获得垂直于磨损面的定向柱状晶，以增加其耐磨性，另外还可以刷涂料（如干粉涂料）等方式，改善其表面质量。最后通过适宜的热处理：在900°C保温0.5h后，从炉中取出空冷，再在220°C保温回火0.5h，之后空冷来完善和调整其最终性能。
为了获得垂直于磨损面的定向柱状晶，以增加其耐磨性，可以让金属液沿着垂直于磨损面的方向定向生长，形成密排的柱状晶。如图1所示，要形成这样的凝固方式（定向凝固），必须满足一定的要求：温度的散失有一定的方向性并且沿该方向有一定的温度梯度，为此，可以用球铁铸型（金属型）做下型，上型用粘土砂造型可满足其要求。该方案结合工件具体的服役环境，巧妙地通过调整成分和工艺方案 ，特别是工艺上把旧知识用活了，有一定的创新性和可行性。
以上所述实施例仅表示本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明保护范围。因此本发明的保护范围应该以所述权利要求为准。

Claims (8)

1.一种抗磨抛丸机叶片的铸造方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：利用湿型砂对抗磨抛丸机叶片的铸件进行造型，并利用干型砂对所述抗磨抛丸机叶片的铸件进行造芯；
S2：选择所述抗磨抛丸机叶片的铸件下表面分型，并选择底注式浇注***；
S3：确定铸造时的尺寸公差、铸件重量公差、收缩率、起模斜度、出气孔尺寸；
S4：对合金进行熔炼及浇注；
S5：进行浇注后将铸件置于900°C保温0.5小时后，从炉中取出冷却，再在220°C保温回火0.5小时之后冷却。
2.根据权利要求1所述的抗磨抛丸机叶片的铸造方法，其特征在于：所述干型砂为干型粘土砂，所述湿型砂为湿型粘土砂。
3.根据权利要求1所述的抗磨抛丸机叶片的铸造方法，其特征在于：所述抗磨抛丸机叶片铸件的上下箱尺寸公差均选为CT11。
4.根据权利要求1所述的抗磨抛丸机叶片的铸造方法，其特征在于：所述抗磨抛丸机叶片铸件的的重量公差等级为MT11。
5.根据权利要求1所述的抗磨抛丸机叶片的铸造方法，其特征在于：所述抗磨抛丸机叶片铸件的收缩率为1.75%。
6.根据权利要求1所述的抗磨抛丸机叶片的铸造方法，其特征在于：所述抗磨抛丸机叶片铸件的起模斜度选取3°。
7.根据权利要求1所述的抗磨抛丸机叶片的铸造方法，其特征在于：所述抗磨抛丸机叶片铸件的出气孔的底部尺寸取Φ5mm。
8.根据权利要求1所述的抗磨抛丸机叶片的铸造方法，其特征在于：在对对合金进行熔炼时加入调节试剂，所述调节试剂其中的成分如下占总质量的百分比如下：C: 2.7%至3.3%，Si: 0.5%至0.6%，Mn: 0.6%至0.8%，Cr: 15%至20%，Mo: 1.5%至2%，Cu: 1.5%至2%，S少于0.1%，P少于.06%。
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