CN107570669A - 铁路铸钢车轮消失模石墨激冷重力铸造工艺 - Google Patents

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彭俊
汪耀
张志�
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Abstract

本发明公开了一种铁路铸钢车轮消失模石墨激冷重力铸造工艺，是融合了消失模铸造技术与石墨激冷工艺，准备好成型的石墨环，通过螺栓固定在消失模铸造砂箱内，将制作成型的浇冒口泡沫模样与车轮泡沫模样粘接后放置在石墨环内，并向消失模铸造砂箱内填充干砂，经振实后，在设定的负压状态下，采用底注包浇注出车轮；解决传统铁路铸钢车轮铸造工艺中水玻璃砂再生及回收利用率低的问题，有效降低石英砂的消耗及废砂的排放，利于车轮制造成本的控制和减少对生态环境的影响。

Description

铁路铸钢车轮消失模石墨激冷重力铸造工艺
技术领域
本发明涉及铁路铸钢车轮生产技术领域，具体涉及一种铁路铸钢车轮消失模石墨激冷重力铸造工艺。
背景技术
目前国内生产铁路铸钢车轮均采用石墨型挂砂衬的造型和底注包浇注的工艺，中央冒口集中补缩，可实现从轮辋到辐板再到轮毂的顺序凝固，且轮辋组织致密，其工艺成熟，产品质量稳定。但石墨型所挂砂衬为水玻璃砂，平均单片车轮消耗石英砂在90kg左右，按照年产25万片车轮计算，年消耗石英砂近2.25万吨，体量相当巨大。
从长远看，石英砂为不可再生资源，高品质石英砂源日益减少，价格将会逐年攀升，会造成车轮制造成本的增加。特别是，受当前水玻璃砂再生技术的限制，大量废砂露天存放，将严重影响周边的生态环境，也是制约企业可持续发展的瓶颈。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铁路铸钢车轮消失模石墨激冷重力铸造工艺，解决传统铁路铸钢车轮生产工艺中水玻璃砂回收利用率低，以及大量废砂排放影响周边生态坏境的问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种铁路铸钢车轮消失模石墨激冷重力铸造工艺，是融合了消失模铸造技术与石墨激冷工艺，准备好成型的石墨环，通过螺栓固定在消失模铸造砂箱内，将制作成型的浇冒口泡沫模样与车轮泡沫模样粘接后放置在石墨环内，并向消失模铸造砂箱内填充干砂，经振实后，在设定的负压状态下，采用底注包浇注出车轮。
作为本发明的进一步优选，上述的石墨环位于对应车轮轮辋的外侧面，成型的浇冒口泡沫模样位于车轮轮毂上方中心位置，成型的车轮泡沫模样轮毂孔内设计为凹坑形状，以减小车轮毛坯的轴孔加工余量。
作为本发明的进一步优选，上述的采用底注包浇注，钢水经浇冒口泡沫模样注入，浇冒口泡沫模样和车轮泡沫模样遇钢水后气化，气体被联接在消失模铸造砂箱的真空泵抽走，钢水置换泡沫模样的空间，待钢水充型至设定冒口高度时，浇注结束，浇冒口内的钢水持续对车轮本体进行补缩，待补缩结束后，砂箱泄压、翻箱落砂、取轮，废砂经磁选、除尘、降温后，在线循环使用，石墨环强制冷却后，也在线循环使用。
与现有技术相比，本发明至少能达到以下有益效果中的一项：
1、消失模铸造工艺在国内应用成熟稳定，其优点是填充的石英砂不需要添加粘结剂，循环利用率可达95%以上，可有效解决传统铁路铸钢车轮铸造工艺中水玻璃砂再生及回收利用率低的问题，极大的降低了石英砂的消耗及废砂的排放，利于车轮制造成本的控制和减少对生态环境的影响。
2、石墨冷铁工艺在国内应用成熟，其优点是石墨导热系数大激冷效果好，通过在对应车轮轮辋外侧面设置石墨环，车轮轮辋在石墨环激冷的作用下快速凝固，形成致密的组织，同时在中央浇冒口的作用下，实现从轮辋到辐板再到轮毂的顺序凝固。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中标记为：1、浇冒口泡沫模样；2、车轮泡沫模样；3、螺栓；4、石墨环；5、干砂；6、消失模铸造砂箱。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
具体实施例1：
如图1所示，一种铁路铸钢车轮消失模石墨激冷重力铸造工艺，是融合了消失模铸造技术与石墨激冷工艺的优点，准备好成型的石墨环4，通过螺栓3固定在消失模铸造砂箱6内，将制作成型的浇冒口泡沫模样1与车轮泡沫模样2粘接后放置在石墨环4内，并向消失模铸造砂箱6内填充干砂5，经振实后，在设定的负压状态下，采用底注包浇注出车轮。
在本实施例中，在图1中，螺栓3两端螺纹根部均设置有定位凸台，螺栓3两端分别与石墨环4和消失模铸造砂箱6联接，并通过两端的定位凸台进行支撑和定位，以确保石墨环4距离消失模铸造砂箱6底部的高度一致。
具体实施例2：
如图1所示，本实施例是在具体实施例1的基础上进行了进一步的说明，石墨环4位于对应车轮轮辋的外侧面，成型的浇冒口泡沫模样1位于车轮轮毂上方中心位置，成型的车轮泡沫模样2轮毂孔内设计为凹坑形状，以减小车轮毛坯的轴孔加工余量。
具体实施例3：
本实施例是在具体实施例1的基础上对浇注过程进行了进一步的说明，采用底注包浇注，钢水经浇冒口泡沫模样1注入，浇冒口泡沫模样1和车轮泡沫模样2遇钢水后气化，气体被联接在消失模铸造砂箱6的真空泵抽走，钢水置换泡沫模样的空间，待钢水充型至设定冒口高度时，浇注结束，浇冒口1内的钢水持续对车轮本体进行补缩，车轮轮辋在石墨环激冷的作用下快速凝固，形成致密的组织，同时在中央浇冒口的作用下，实现从轮辋到辐板再到轮毂的顺序凝固，待补缩结束后，砂箱泄压、翻箱落砂、取轮，废砂经磁选、除尘、降温后，在线循环使用，石墨环4强制冷却后，也在线循环使用。
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (3)

1.一种铁路铸钢车轮消失模石墨激冷重力铸造工艺，是融合了消失模铸造技术与石墨激冷工艺，其特征在于：准备好成型的石墨环（4），通过螺栓（3）固定在消失模铸造砂箱（6）内，将制作成型的浇冒口泡沫模样（1）与车轮泡沫模样（2）粘接后放置在石墨环（4）内，并向消失模铸造砂箱（6）内填充干砂（5），经振实后，在设定的负压状态下，采用底注包浇注出车轮。
2.根据权利要求1所述的铁路铸钢车轮消失模石墨激冷重力铸造工艺，其特征在于：石墨环（4）位于对应车轮轮辋的外侧面，成型的浇冒口泡沫模样（1）位于车轮轮毂上方中心位置，成型的车轮泡沫模样（2）轮毂孔内设计为凹坑形状。
3.根据权利要求1所述的铁路铸钢车轮消失模石墨激冷重力铸造工艺，其特征在于：采用底注包浇注，钢水经浇冒口泡沫模样（1）注入，浇冒口泡沫模样（1）和车轮泡沫模样（2）遇钢水后气化，气体被联接在消失模铸造砂箱（6）的真空泵抽走，钢水置换泡沫模样的空间，待钢水充型至设定冒口高度时，浇注结束，浇冒口（1）内的钢水持续对车轮本体进行补缩，待补缩结束后，砂箱泄压、翻箱落砂、取轮，废砂经磁选、除尘、降温后，在线循环使用，石墨环(4)强制冷却后，也在线循环使用。
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