CN108927492A - 一种柴油机铸钢中间体制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种柴油机铸钢中间体制造工艺，包括以下步骤：模具制造、熔炼及浇筑、脱模及落砂处理、修整、表面抛光处理、热处理、粗铣加工及粗磨加工和精铣加工及精磨加工；本发明提出通过热处理可以提高铸钢中间体的物理性能，提高了铸钢中间体的强度和刚度，铸钢中间体不易变形，不会产生收缩应力和热裂纹，同时本发明制造工艺与传统的铸钢中间体加工工艺比较，本发明制造工艺没有大量使用水，工艺过程简单易实现，有效的提高了产品质量,同时缩短了试制周期,节约了生产成本，通过落砂处理可以去除中间体粗坯上残存的型砂和多余金属，可以提高产品表面质量，保证中间体粗坯表面没有瑕疵。
Description
技术领域
本发明涉及柴油机制造领域，尤其涉及一种柴油机铸钢中间体制造工艺。
背景技术
柴油机铸钢中间体是船用低速大功率柴油机的关键部件之一。现有的柴油机铸钢中间体的制造工艺中，中间体铸件在凝固过程中容易产生较大的收缩应力，容易产生热裂纹，一些柴油机铸钢中间体的制造工艺采用控制钢水浇注温度和提高砂型整体退让性来减小收缩应力，减少裂纹的产生，但由于中间体铸件的热节部位凝固较晚，铸件中间体仍然容易出现缩孔和缩松，形成裂纹源，同时一些铸钢中间体的制造工艺中使用了大量的资源设备，生产成本高，不够环保经济。因此，本发明提出一种柴油机铸钢中间体制造工艺以解决现有技术中的不足之处。
发明内容
针对上述问题，本发明提出通过热处理可以提高铸钢中间体的物理性能，提高了铸钢中间体的强度和刚度，铸钢中间体不易变形，不会产生收缩应力和热裂纹，同时本发明制造工艺与传统的铸钢中间体加工工艺比较，本发明制造工艺没有大量使用水，工艺过程简单易实现，有效的提高了产品质量,同时缩短了试制周期,节约了生产成本。
本发明提出一种柴油机铸钢中间体制造工艺，包括以下步骤：
步骤一：模具制造
根据计算机软件绘制出的铸钢中间体设计图，再根据设计图制造芯盒、型砂和砂芯，再将芯盒、型砂和砂芯进行装配，制成模具；
步骤二：熔炼及浇筑
将铸钢材料进行熔炼处理，制成金属液体，再将金属液体浇筑在模具内进行铸造成型，铸造成型后进行冷却处理；
步骤三：脱模及落砂处理
将冷却处理后的模具进行脱模处理，得到中间体粗坯，再将中间体粗坯进行落砂处理；
步骤四：修整
将落砂处理后的中间体粗坯上残留的冒口、浇道和多余型砂进行修整去除，保证中间体粗坯表面光洁无杂质，制成中间体毛坯；
步骤五：表面抛光处理
将中间体毛坯的表面进行抛光处理；
步骤六：热处理
将抛光处理后的中间体毛坯进行加热，加热后再进行保温，保温后进行冷却处理，冷却后再次进行回温加热和二次保温处理，二次保温处理后进行降温冷却；
步骤七:粗铣加工及粗磨加工
将热处理后的中间体毛坯进行粗铣加工，再将粗铣加工后的中间体毛坯进行粗磨加工；
步骤八：精铣加工及精磨加工
将粗磨加工后的中间体毛坯进行精铣加工，再将精细加工后的中间体毛坯进行精磨加工。
进一步改进在于：所述步骤一中计算机软件为CAD、CAE或CAM技术中的一种。
进一步改进在于：所述步骤二中熔炼处理采用的是电弧炉炼钢或钢包精炼炉中的一种，所述步骤二中熔炼处理温度为1580-1600摄氏度，熔炼处理时间为40-50分钟，所述步骤二中铸造成型温度为1500-1600摄氏度，铸造成型时间为1.2-1.5小时，所述冷却处理为水冷冷却，水冷冷却温度为400-450摄氏度。
进一步改进在于：在所述步骤二中的浇筑中，先缓慢的将金属液体倒入模具内浇注20分钟，然后快速浇注20分钟，当金属液体到达上冒口后再次缓慢浇注10分钟。
进一步改进在于：所述步骤三中先将冷却处理后的模具进行脱模处理，得到中间体粗坯，再将脱模处理后的中间体粗坯保温40-60小时，保温后将中间体粗坯放入惯性落砂机进行落砂处理，落砂处理温度为300-320摄氏度。
进一步改进在于：所述步骤五中抛光处理采用抛丸器进行抛丸处理，所述抛丸处理使用的抛丸材料为钢丸、铝丸、陶瓷微粉或钢砂中的一种。
进一步改进在于：所述步骤六中先将抛光处理后的中间体毛坯进行加热至600-650摄氏度，加热后再进行保温5-6小时，保温后进行冷却处理，冷却至280-300摄氏度，冷却处理后再次进行回温加热至450摄氏度，回温加热后进行二次保温处理3-4小时，二次保温处理后进行降温冷却至220-250摄氏度。
进一步改进在于：据权利要求1所述的一种柴油机铸钢中间体制造工艺，其特征在于：所述步骤七中先将热处理后的中间体毛坯的一个端面进行粗铣加工，然后以加工好的端面作为定位基准加工剩余的中间体毛坯的端面，粗铣加工完成后以粗铣加工后的中间体毛坯的底面和垂直于底面的一个平面作为定位基准，对中间体毛坯的端面进行粗磨加工。
进一步改进在于：所述步骤七中的粗铣加工和所述步骤八中的精铣加工均采用数控铣床进行加工，所述步骤七中的粗磨加工和步骤八中的精磨加工均采用数控磨床进行加工。
进一步改进在于：所述步骤八中精磨加工后的中间体毛坯表面粗糙度为0.3-0.4微米。
本发明的有益效果为：通过热处理可以提高铸钢中间体的物理性能，提高了铸钢中间体的强度和刚度，铸钢中间体不易变形，不会产生收缩应力和热裂纹，同时本发明制造工艺与传统的铸钢中间体加工工艺比较，本发明制造工艺没有大量使用水，工艺过程简单易实现，有效的提高了产品质量,同时缩短了试制周期,节约了生产成本，通过落砂处理可以去除中间体粗坯上残存的型砂和多余金属，可以提高产品表面质量，保证中间体粗坯表面没有瑕疵，通过计算机软件绘制模具设计图可以进行预测试模具，可以在制造生产前对制造工艺进行模拟检验，提高了后期制造的制造效率，提高了工艺的完善性。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
为了使发明实现的技术手段、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
一种柴油机铸钢中间体制造工艺，包括以下步骤：
步骤一：模具制造
根据CAM技术中绘制出的铸钢中间体设计图，再根据设计图制造芯盒、型砂和砂芯，再将芯盒、型砂和砂芯进行装配，制成模具；
步骤二：熔炼及浇筑
将铸钢材料加入电弧炉进行熔炼处理，制成金属液体，再缓慢的将金属液体倒入模具内浇注20分钟，然后快速浇注20分钟，当金属液体到达上冒口后再次缓慢浇注10分钟进行铸造成型，铸造成型后进行水冷冷却，熔炼处理温度为1600摄氏度，熔炼处理时间为45分钟，铸造成型温度为1550摄氏度，铸造成型时间为1.4小时，水冷冷却温度为450摄氏度；
步骤三：脱模及落砂处理
将冷却处理后的模具进行脱模处理，得到中间体粗坯，再将脱模处理后的中间体粗坯保温50小时，保温后将中间体粗坯放入惯性落砂机进行落砂处理，落砂处理温度为300摄氏度；
步骤四：修整
将落砂处理后的中间体粗坯上残留的冒口、浇道和多余型砂进行修整去除，保证中间体粗坯表面光洁无杂质，制成中间体毛坯；
步骤五：表面抛光处理
将中间体毛坯放入抛丸器进行中间体毛坯表面的抛丸处理，抛丸处理使用的抛丸材料为钢丸；
步骤六：热处理
先将抛光处理后的中间体毛坯进行加热至620摄氏度，加热后再进行保温5小时，保温后进行冷却处理，冷却至285摄氏度，冷却处理后再次进行回温加热至450摄氏度，回温加热后进行二次保温处理4小时，二次保温处理后进行降温冷却至230摄氏度；
步骤七:粗铣加工及粗磨加工
步骤七中先将热处理后的中间体毛坯使用数控铣床进行中间体毛坯的一个端面进行粗铣加工，然后以加工好的端面作为定位基准加工剩余的中间体毛坯的端面，粗铣加工完成后以粗铣加工后的中间体毛坯的底面和垂直于底面的一个平面作为定位基准，将中间体毛坯装夹在数控磨床上对中间体毛坯的端面进行粗磨加工；
步骤八：精铣加工及精磨加工
将粗磨加工后的中间体毛坯装夹在数控铣床上进行精铣加工，再将精细加工后的中间体毛坯装夹在数控磨床上进行精磨加工，保证精磨加工后的中间体毛坯表面粗糙度为0.3微米。
通过热处理可以提高铸钢中间体的物理性能，提高了铸钢中间体的强度和刚度，铸钢中间体不易变形，不会产生收缩应力和热裂纹，同时本发明制造工艺与传统的铸钢中间体加工工艺比较，本发明制造工艺没有大量使用水，工艺过程简单易实现，有效的提高了产品质量,同时缩短了试制周期,节约了生产成本，通过落砂处理可以去除中间体粗坯上残存的型砂和多余金属，可以提高产品表面质量，保证中间体粗坯表面没有瑕疵，通过计算机软件绘制模具设计图可以进行预测试模具，可以在制造生产前对制造工艺进行模拟检验，提高了后期制造的制造效率，提高了工艺的完善性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种柴油机铸钢中间体制造工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：模具制造
根据计算机软件绘制出的铸钢中间体设计图，再根据设计图制造芯盒、型砂和砂芯，再将芯盒、型砂和砂芯进行装配，制成模具；
步骤二：熔炼及浇筑
将铸钢材料进行熔炼处理，制成金属液体，再将金属液体浇筑在模具内进行铸造成型，铸造成型后进行冷却处理；
步骤三：脱模及落砂处理
将冷却处理后的模具进行脱模处理，得到中间体粗坯，再将中间体粗坯进行落砂处理；
步骤四：修整
将落砂处理后的中间体粗坯上残留的冒口、浇道和多余型砂进行修整去除，保证中间体粗坯表面光洁无杂质，制成中间体毛坯；
步骤五：表面抛光处理
将中间体毛坯的表面进行抛光处理；
步骤六：热处理
将抛光处理后的中间体毛坯进行加热，加热后再进行保温，保温后进行冷却处理，冷却后再次进行回温加热和二次保温处理，二次保温处理后进行降温冷却；
步骤七:粗铣加工及粗磨加工
将热处理后的中间体毛坯进行粗铣加工，再将粗铣加工后的中间体毛坯进行粗磨加工；
步骤八：精铣加工及精磨加工
将粗磨加工后的中间体毛坯进行精铣加工，再将精细加工后的中间体毛坯进行精磨加工。
2.根据权利要求1所述的一种柴油机铸钢中间体制造工艺，其特征在于：所述步骤一中计算机软件为CAD、CAE或CAM技术中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种柴油机铸钢中间体制造工艺，其特征在于：所述步骤二中熔炼处理采用的是电弧炉炼钢或钢包精炼炉中的一种，所述步骤二中熔炼处理温度为1580-1600摄氏度，熔炼处理时间为40-50分钟，所述步骤二中铸造成型温度为1500-1600摄氏度，铸造成型时间为1.2-1.5小时，所述冷却处理为水冷冷却，水冷冷却温度为400-450摄氏度。
4.根据权利要求1所述的一种柴油机铸钢中间体制造工艺，其特征在于：在所述步骤二中的浇筑中，先缓慢的将金属液体倒入模具内浇注20分钟，然后快速浇注20分钟，当金属液体到达上冒口后再次缓慢浇注10分钟。
5.根据权利要求1所述的一种柴油机铸钢中间体制造工艺，其特征在于：所述步骤三中先将冷却处理后的模具进行脱模处理，得到中间体粗坯，再将脱模处理后的中间体粗坯保温40-60小时，保温后将中间体粗坯放入惯性落砂机进行落砂处理，落砂处理温度为300-320摄氏度。
6.根据权利要求1所述的一种柴油机铸钢中间体制造工艺，其特征在于：所述步骤五中抛光处理采用抛丸器进行抛丸处理，所述抛丸处理使用的抛丸材料为钢丸、铝丸、陶瓷微粉或钢砂中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种柴油机铸钢中间体制造工艺，其特征在于：所述步骤六中先将抛光处理后的中间体毛坯进行加热至600-650摄氏度，加热后再进行保温5-6小时，保温后进行冷却处理，冷却至280-300摄氏度，冷却处理后再次进行回温加热至450摄氏度，回温加热后进行二次保温处理3-4小时，二次保温处理后进行降温冷却至220-250摄氏度。
8.根据权利要求1所述的一种柴油机铸钢中间体制造工艺，其特征在于：所述步骤七中先将热处理后的中间体毛坯的一个端面进行粗铣加工，然后以加工好的端面作为定位基准加工剩余的中间体毛坯的端面，粗铣加工完成后以粗铣加工后的中间体毛坯的底面和垂直于底面的一个平面作为定位基准，对中间体毛坯的端面进行粗磨加工。
9.根据权利要求1所述的一种柴油机铸钢中间体制造工艺，其特征在于：所述步骤七中的粗铣加工和所述步骤八中的精铣加工均采用数控铣床进行加工，所述步骤七中的粗磨加工和步骤八中的精磨加工均采用数控磨床进行加工。
10.根据权利要求1所述的一种柴油机铸钢中间体制造工艺，其特征在于：所述步骤八中精磨加工后的中间体毛坯表面粗糙度为0.3-0.4微米。
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