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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|---|---|---|---|---|
| CN104084539A (zh) * | 2014-06-30 | 2014-10-08 | 薛铁山 | 一种吊架前段铸件铸造工艺 |
| CN104827000A (zh) * | 2015-05-22 | 2015-08-12 | 四川南车共享铸造有限公司 | 一种齿圈的铸造方法 |
| CN105903912A (zh) * | 2016-07-06 | 2016-08-31 | 安徽莱恩电泵有限公司 | 一种新型铸钢双吸叶轮浇注模具结构 |
| CN113305268A (zh) * | 2021-05-21 | 2021-08-27 | 烟台恒邦合金材料有限公司 | 一种12立方米渣包的铸造方法 |
-
2021
- 2021-11-22 CN CN202111384526.0A patent/CN114054676A/zh active Pending
Patent Citations (4)
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