CN114054676A - 一种铅锑合金塔体铸件的铸造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种铅锑合金塔体铸件的铸造方法,包过模型的设计、制作、造型方法、合金的熔炼、浇注、缺陷焊补、加工。由于本发明针对单件或少批量薄壁大型铸件,因而采用消失模、树脂砂造外形,设计芯铁、减少用砂、增加排气、水玻璃砂刮板制芯相结合工艺,降低了模型费用及制作工期,有效地解决了较大型薄壁件浇注补缩困难、易产生浇不足、缩孔、气孔等铸造缺陷;针对铅、锑熔点、密度不同的特点,采用电阻炉熔化,减少污染、利于环保,温度易控制,通过倒包方式,降温、均匀成分,减少成分偏析,形成一种有效的铸造工艺方法。
Description
技术领域
本发明属于铸造技术领域,具体地说涉及一种铅锑合金塔体铸件的铸造方法。
背景技术
铅锑合金熔点较低,熔融状态下流动性好,易于浇铸成型,具有很强的耐腐蚀性,常用来制作输送硫酸的泵、管及阀体、提炼硒等贵重金属的吸收塔等。较大型薄壁件传统工艺采用制作木型造外形、制作芯盒造砂芯,通过下芯工艺铸造薄壁件,造型方便,但对于单件或少批量,刻制模型费用高,成本大,周期长;较大型薄壁件浇注补缩困难,易产生浇不足、缩孔、气孔等铸造缺陷。传统熔炼工艺是将铅锑合金按比例放入事先制好的钢桶或坩锅内,放在焦炭上风机鼓风吹熔或者中频炉内放置坩锅熔炼,整个熔炼过程裸露在空气中,长时间氧化,损失铅锑合金,增加成本,形成烟气,污染环境,劳动强度大,温度难以保证;铅密度11.34g/cm³;锑密度6.7g/cm³,二者密度差较大,易形成成分偏析。
发明内容
本发明提供了一种铅锑合金塔体铸件的铸造方法,解决了背景技术中的单件或少批量较大型薄壁铸件,模型费用高,浇注补缩困难,易产生浇不足、缩孔、气孔等铸造缺陷;熔炼时易污染环境、劳动强度大、温度难以保证、易形成成分偏析等缺点。
本发明的技术方案是这样实现的:一种铅锑合金塔体铸件的铸造方法,包括以下步骤:
a.工艺设计:根据铸件外形,设计制作消失模模型,形成铸件外形,内腔设计中空砂芯芯铁;
b.造型与制芯:铸件外观树脂砂造型,底箱砂型预留排气孔;内芯采用水玻璃砂造型,浇注***采用瓷管形成,铸铁石墨涂料涂刷;
c.熔炼、浇注:将铅锑合金材料按比例放入制好的容器内,电阻炉熔炼,通过倒包方式均匀成分和降温,摇包浇注;
d.拆箱落砂取件:浇注完成,拆箱取件,粗清型砂、芯砂,角磨机精清;
e.缺陷修补:局部气孔、缺肉铸造缺陷,气焊熔补;
f.加工:利用立车车制加工面,摇臂钻孔;
优选的,包括以下步骤:
a.工艺设计:采用反倒工艺,将塔体大口朝下,采用1.5%缩尺,制作消失模模型,形成铸件外形,预留芯头,多箱造型,内腔设计芯铁,形成中空砂芯,芯铁筒壁多钻孔,分两块制作砂芯,大砂芯刮板制芯,通过内部芯铁定位、连接;
b.造型与制芯:铸件采用70-100目砂,外形采用树脂砂造型,底箱砂型中间位置不填砂时,预留排气孔;刮板工艺制作内芯,采用水玻璃砂,芯铁外壁缠绕草绳,合芯后,螺栓连接两块砂芯形成中间大芯,安放大芯后,用砂填实间隙,防止底漏炮火;
浇注***:直浇道采用陶瓷管,设置二层阶梯环形横浇道、内浇口多道,醇基铸铁石墨涂料涂刷;
c.熔炼、浇注:设计熔炼容器,将铅锑合金按比例放入事先制好的容器内,利用电阻炉熔炼,设定温度700±10 ℃、保温时间1.5 小时;准备2个浇包,溶液出炉后,通过倒包,均匀成分、降温;准备浇注平台,摇包浇注,浇注温度645±10℃,剩余液体浇注成薄的长条,留作修复缺陷用;
d.拆箱落砂取件: 浇注完成,拆箱取件,用风镐清理型砂、芯砂,角磨机精清;
e.缺陷修补:局部气孔、缺肉等铸造缺陷,用浇注剩余的料条、铸件飞边等气焊熔补;
f.加工:通过加工工装,2.5米立车,车制加工面;摇臂钻钻孔;
优选的,所述消失模模型包括本体模型一套,附件模型多套,所述本体模型包括铸件圆柱体模和圆台体模,所述附件模型包括塔底出液口模、支脚模、塔口法兰模,所述一套本体模型与多套附件模型配合使用,实现一模多用。
本发明的有益效果是:本发明通过模型规划设计、多箱造型,采用消失模、树脂砂造外形,实现一模多用,设计芯铁、减少用砂、增加排气、水玻璃砂刮板制芯相结合的工艺,针对单件或少批量薄壁大型铸件,降低了模型、造型成本,缩短模型制作工期,有效地解决了浇注补缩困难、易产生浇不足、缩孔、气孔等铸造缺陷;针对铅、锑熔点低、密度不同的特点,采用电阻炉熔化,温度易控制,减少污染、利于环保;通过倒包方式,降温、均匀成分,降低劳动强度,便于操作。
附图说明
图1为本发明的铸件结构示意图;
图2为本发明的外形消失模模型示意图;
图3为本发明的铸件上芯芯铁及刮板示意图;
图4为本发明的铸件下芯芯铁及刮板示意图;
图5为本发明的铸件铸造工艺示意图;
图6为本发明的铸件加工支撑示意图。
零件说明:
1、芯头模,2、塔口法兰模,3、圆柱体模,4、支脚模,5、圆台体模,6、塔底出液口小芯盒,7、塔底出液口模,8、制芯底板,9、下芯芯铁,10、芯铁出气孔,11、芯铁定位孔,12、下芯刮板,13、制芯底板,14、上芯芯铁,15、上芯吊鼻,16、上芯刮板,17、底箱砂型,18、中一砂型,19、中二砂型,20、上芯,21、中三砂型,22、顶箱砂型,23、塔底出液口小芯, 24、腰形冒口,25、出气孔,26、浇口杯,27、直浇道,28、第二层环形横浇道,29、第二层内浇道,30、底层环形横浇道,31、底层内浇道,32、下芯,33、草绳,34、
螺栓,35、合芯定位销, 36、底箱型砂中空,37、加工用支撑架,38、铸件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
参照附图1-6,一种铅锑合金塔体的铸造方法,包括以下步骤:
吸收塔塔体见附图1:上部φ1820 mmx720 mm圆柱体+φ1960 mmx40 mm法兰,下部φ1820 mmxφ200 mmx810 mm圆台体,塔底出液口(φ200 mmx60 mm管+φ300 mmx40 mm法兰),薄壁30 mm、重量3650 kg,材质铅锑合金(Pb92%、Sb8%)。
a.工艺设计:
采用反倒工艺,即塔体大口朝下。
制作消失模模型,1.5%缩尺,形成铸件外形:本体模型(包括圆柱体模3和圆台体模5)制作一件,模型附件包括塔底出液口模7、6个支脚模4和塔口法兰模2各制作4套,芯头模1(φ1760 mmx80 mm)制作1件,塔底出液口小芯盒6制作1件,在本体模型(圆柱体模3和圆台体模5)上标记附件位置线,5个砂箱造型,保护好本体,更换附件,实现一模4用,节省模型费用,完成4件订单;
内腔设计芯铁,形成中空砂芯,单边最少吃砂量120mm;芯铁筒壁多钻孔,便于排气;砂芯较大,分成2块制作,上芯芯铁14和下芯芯铁9,通过上芯刮板16和下芯刮板12制芯,2块砂芯靠内部芯铁定位、连接,形成中间大芯;
b.造型与制芯:铅锑合金液体流动性大,铸件外观要求高,采用70-100目砂,外形采用溃散性好的树脂砂造型;刮板工艺制作内芯,为保证可操作时间,采用水玻璃砂;浇注***:直浇道27采用φ70mm陶瓷管,第二层环形横浇道28和底层环形横浇道30的规格为50mm*40mm*40mm,第二层内浇道29和底层内浇道31各4道80mm*20mm,
造型:
参照图2外形消失模模型示意图。按标注的位置线组对消失模模型,按图纸复核尺寸;5箱造型(均预留合箱定位)。
参照图5铸件铸造工艺示意图,先放置芯头模1,安放底箱(带箱筋),开启40吨树脂砂混砂机,造底箱砂型17,中间约φ1000mm范围不填砂,形成中空砂型36,便于排气,放置2小时,完全硬化结实后,翻转底箱;放置塔口法兰模2、圆柱体模型3,6个支脚模4,安放中一砂箱,造中一砂型18;硬化后,安放中二砂箱,安放圆台体模型5,放置直浇道陶瓷管27、底层环形横浇道30、4道内浇口31,造中二砂型19;硬化后,安放中三砂箱,安放塔底出液口模型7,放置直浇道陶瓷管27,第二层环形横浇道28、4道内浇道29,造中三砂型21;硬化后,安放顶箱(带箱筋),放置直浇道陶瓷管27、浇口杯26,2个腰形冒口24,出气孔棒25,造顶箱砂型22。
制芯:
把上芯芯铁15和下芯芯铁9分别放置在制芯底板13和制芯底板8上,安装上芯刮板16和下芯刮板12,转动是否灵活,复核尺寸;
芯铁外壁缠绕草绳33,混制水玻璃砂,刮板工艺制作上、下砂芯,同时制作塔底出液口小砂芯23(中间预留φ40出气孔25),硬化后,修芯,醇基铸铁石墨涂料涂刷2遍;按放2个定位销35,组对砂芯,拔出定位销,用2个螺栓34连接2块砂芯,形成中间大芯;
合箱:依次起开顶箱、中三砂箱、中二砂箱、中一砂箱,取出消失模,保护好本体和芯头模1,修型,醇基铸铁石墨涂料涂刷2遍;吹净底箱浮砂,吊装安放中间大芯,用砂填实间隙,防止底漏炮火;2处大芯起吊鼻处补砂填平、刷2遍涂料;依次按定位,合中一砂箱、中二砂箱;安放塔底出液口小砂芯23,合中三砂箱;型腔检查,吸净浮砂,合顶箱。
c.熔炼、浇注:
设计熔炼容器,用厚16mm钢板卷制、焊接制作φ1200 mmx600 mm开口容器,焊接4个吊鼻、1个侧翻鼻;准备浇注平台;准备2个5吨浇包,烘烤温度≥600℃;通过倒包方式,均匀成分、降温;
按4吨备料,其中铅锭3.68吨,锑锭0.32吨,将称量好的铅锭、锑锭放入容器内,利用电阻炉熔炼,设定温度700 ℃、保温时间1.5 小时;
溶液出炉后,翻倒入第一个浇包中,扒渣,静置2分钟,测温675℃,翻倒入第二个浇包中,扒渣,静置2分钟,测温643℃,吊至浇注平台上方,摇包浇注;剩余液体浇注成500mm*50mm*20mm的长条。
d.拆箱落砂取件:
浇注完成,2小时松卡箱螺栓,6小时拆箱,用风镐清理型砂、芯砂,角磨机精清。
e.缺陷修补:
局部气孔、缺肉等铸造缺陷,用浇注剩余的料条、铸件飞边等气焊熔补。
f.加工:
通过加工支撑工装37,2.5米立车,车制加工面;摇臂钻划线钻孔。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种铅锑合金塔体铸件的铸造方法,其特征在于包括以下步骤:
a.工艺设计:根据铸件外形,设计制作消失模模型,形成铸件外形,内腔设计中空砂芯芯铁;
b.造型与制芯:铸件外观树脂砂造型,底箱砂型预留排气孔,内芯采用水玻璃砂造型,浇注***采用瓷管形成,铸铁石墨涂料涂刷;
c.熔炼、浇注:将铅锑合金材料按比例放入制好的容器内,电阻炉熔炼,通过倒包方式均匀成分和降温,摇包浇注;
d.拆箱落砂取件:浇注完成,拆箱取件,粗清型砂、芯砂,角磨机精清;
e.缺陷修补:局部气孔、缺肉铸造缺陷,气焊熔补;
f.加工:利用立车车制加工面,摇臂钻孔。
2.如权利要求1所述的一种铅锑合金塔体铸件的铸造方法,其特征在于包括以下步骤:
a.工艺设计:采用反倒工艺,将塔体大口朝下,采用1.5%缩尺,制作消失模模型,形成铸件外形,预留芯头,多箱造型,内腔设计芯铁,形成中空砂芯,芯铁筒壁多钻孔,分两块制作砂芯,大砂芯刮板制芯,通过内部芯铁定位、连接;
b.造型与制芯:铸件采用70-100目砂,外形采用树脂砂造型,底箱砂型中间位置不填砂时,预留排气孔;刮板工艺制作内芯,采用水玻璃砂,芯铁外壁缠绕草绳,合芯后,螺栓连接两块砂芯形成中间大芯,安放大芯后,用砂填实间隙,防止底漏炮火;
浇注***:直浇道采用陶瓷管,设置二层阶梯环形横浇道、内浇口多道,醇基铸铁石墨涂料涂刷;
c.熔炼、浇注:设计熔炼容器,将铅锑合金按比例放入事先制好的容器内,利用电阻炉熔炼,设定温度700±10 ℃、保温时间1.5 小时;准备2个浇包,溶液出炉后,通过倒包,均匀成分、降温;准备浇注平台,摇包浇注,浇注温度645±10℃,剩余液体浇注成薄的长条,留作修复缺陷用;
d.拆箱落砂取件: 浇注完成,拆箱取件,用风镐清理型砂、芯砂,角磨机精清;
e.缺陷修补:局部气孔、缺肉等铸造缺陷,用浇注剩余的料条、铸件飞边等气焊熔补;
f.加工:通过加工工装,2.5米立车,车制加工面;摇臂钻钻孔。
3.如权利要求1或2所述的一种铅锑合金塔体铸件的铸造方法,其特征在于所述消失模模型包括本体模型一套,模型附件多套,所述本体模型包括圆柱体模(3)和圆台体模(5),所述模型附件包括塔底出液口模(7)、支脚模(4)、塔口法兰模(2),所述一套本体模型与多套附件模型配合使用,实现一模多用。
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-
2021
- 2021-11-22 CN CN202111384526.0A patent/CN114054676A/zh active Pending
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