无箱水平串联铸造工艺的研究

无箱水平串联铸造工艺的研究

无箱水平链式铸造将多条无箱砂型放在专用夹具中，并沿水平方向配置。钢液由密封袋中插入，各向内相互关联的内柱口引入每个腔，以获得字符串件。该工艺具有生产效率高、钢水收得率高、质量稳定、操作简单等优点。1补注浇口杯的设置为使钢水快速地充满型腔,采用开放式浇注系统,它由三个浇口杯(一个置于中间的主浇口杯和两个置于两端的补注浇口杯)、三个直浇道和1个公用的且相互串通的内浇道组成。补注浇口杯的设置主要是解决浇注远端钢水压力和温度降低的问题,同时作为型腔气体的排出通道,以及在浇注时通过它观察钢水的上升情况。根据钢液充填方式不同浇注系统分为三种形式。(1)分段浇满型腔对称布置时,钢水首先浇满紧挨直浇口左右的二个型腔,待二个型腔浇满后,再依次浇满其他型腔,如图1所示。这种形式的浇注系统利于铸件的顺序凝固,但浇注过程不平稳,易冲坏铸型和卷入气体。适用于高度H≤400mm的铸件。(2)进入型腔的浇注情况如图2所示,钢水首先进入公共相通的底浇道,再几乎同时进入每一个型腔,(在浇注时各个型腔的液面近似等高),其浇注过程平稳,但不利于铸件的顺序凝固和补缩。它适用于高度400mm<H<600mm,且壁厚上大下小的铸件。(3)内浇道型腔浇注系统如图3所示,钢水首先由底部公共相通的内浇道进入每一个型腔,当钢水达到一定高度后,再由顶部公共相通的内浇道逐个进入每一个型腔,该浇注系统综合了上述二种浇注系统的优点。适用于高度H≥600mm,壁厚较为均匀的铸件。2模型的类型和特点模型由模样、底板、外框组成。根据三者之间的结合方式不同可分为四种类型。(1)砂型、型腔精度模样牢固,造型一次脱模成型,生产效率高。但起模时易损坏砂型、型腔尺寸精度不够高。适用于起模高度小,结构简单的铸件,如轮类、衬板类等。(2)砂型起模模型脱模分两步进行,首先脱去底板和外框,然后再将模样从砂型中起出。该类模型效率稍低,但由于起模时能够看得见,因此起模时不易损坏砂型。适用于起模高度小,结构复杂的铸件。如网板、筛板、格子板等。(3)固定地板、样品、框架滑脱式脱模分为两步进行,首先脱去底板和模样,然后脱去外框。适用于起模高度大,结构简单的铸件。如砧垫、联轴器等。(4)型腔精度高脱模分为三步进行,即首先脱去底板,再起出模样,最后脱去外框。该类模型型腔尺寸精度最高。适用起模高度大且结构特别复杂的铸件,如阀体、箱体等。3操作要点(1)砂造型设计无箱浇注要求砂型具有足够高的强度,烘干砂型和自硬砂型均可适用。烘干砂型(如水玻璃石灰石砂)适合制作尺寸精度要求不高的铸件;有机酯硬化水玻璃砂适合制作尺寸精度要求高的铸件。在造型之前先检查模型各个部分是否符合工艺要求,然后再往外框内填入型砂,模样的拐角部位,距外框壁的的地方,应预先用手指按紧或以捣砂棒捣实。再往外框内填满型砂并紧实、铲平和压紧。起模前用木棒轻击底板和外框,垂直平稳地起模。(2)过砂粒间隙、分型面的变化无箱造型吃砂量很小,在浇注过程中型腔中的气体可以通过砂粒间隙、分型面从各个方向排出。此外,根据铸件结构的复杂程度,还要设置专用出气孔,其种类有:中间注入两端排气,底部注入顶端排气,一端注入另一端排气。(3)圆形定位孔合成为了防止铸件错箱,一般采用外设定位孔法,即在顶面和两个侧面各设一个圆形定位孔,三个定位孔合成一个整圆即可避免错箱;或明冒口窥视法(直接从冒口观察型腔内情况进行定位);或泥芯头自定位法和内设定位销法。(4)吹尽型腔内浮砂合箱前先找准水平地平面,并铺上一层厚度为10mm的散松砂子。吹尽型腔内的浮砂,一块挨一块地沿水平方向配成一串,公共内浇道要相通。每一串砂型的两端用δ=20～30mm的钢板靠紧,用楔铁或顶杆螺栓予以紧固,泥好箱缝等待浇注。(5)不浇注、先慢、后慢、再慢为确保钢水浇注量足,应先估算串铸所需钢水总量,钢水不够则不浇注。在浇注过程中应遵循“先慢、后快、再慢”的原则,浇注速度比有砂箱铸型稍慢一点,切忌浇注时钢水大起大落。最后向补注浇口杯补注钢水。4合机铸件的串联铸造水平串联铸造工艺适应性特别强,不仅适用于大批量同类铸件的生产,而且也适用于单件小批量不同类铸件的生产。如图4所示,共有五种铸件,依次为齿轮、轴类、绳轮、滑板和锤头。不同类铸件的水平串联铸造必须注