一种烧结台车及其制备方法和浇注系统
技术领域
本发明涉及机械制造领域，具体涉及一种烧结台车及其制备方法和浇注系统。
背景技术
台车是烧结机的重要备件，烧结机台车工作环境恶劣，使用过程中在100～800℃之间不断经历加热、冷却的循环，同时，还要承受炉料的冲击、炉气的侵蚀，因此要求烧结机台车必须具有良好的热强度、抗氧化生长、耐热冲击及在循环应力作用下不产生裂纹等综合耐热性能。
以现有技术生产的烧结台车经常存在车体开裂的情况，严重影响生产过程的正常进行，以及造成资源的大量浪费，因此急需一种具有抗冲击、耐氧化的特点，减少烧结台车本体开裂的机会，满足使用要求，提高使用寿命，降低资源浪费，提升经济效益的烧结台车解决现有技术中的不足。
发明内容
为克服上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于生产出的烧结台车能够满足设备规格书的相关要求，使烧结台车在在使用中具有抗冲击、耐氧化的特点，使烧结台车产品能够批量生产，减少烧结台车本体开裂的机会，满足使用要求，提高使用寿命，降低资源浪费，提升经济效益，解决了现有技术中存在的问题。
本发明所采用的技术方案是：一种烧结台车，按质量百分比计：烧结台车化学成分为C：3.5-3.85%； Si：2.2-2.8%； Mn：0.63-0.7%； S：≤0.03%；P：≤0.04%；Mg：0.04-0.06%；Mo：0.1-0.2%，余量为铁。
进一步所述的烧结台车的制备方法，采用砂型铸造，砂型由上砂型和下砂型、型芯组成，包括以下步骤：
步骤1、型砂、芯砂准备：将石英砂、呋喃树脂、固化剂按质量百分比计：呋喃树脂加入量占石英砂量的1.0%～1.4 %,固化剂加入量占呋喃树脂量的40 %～50 %，开动自动混砂机，测试型砂的使用时间控制在8-15min，要求试样抗拉强度≥0.8 MPa的配方即可使用；
步骤2、造型
a.造上砂型：在上箱模板轴头上放置缩颈冒口、台车梁上平面放置出气片后放置砂箱，然后开动混砂机开始造上型砂，砂层厚度达到150mm，用捣砂棒紧实，混砂机旋转一周用时控制在4-8分钟；
b.造下砂型：放置缠好的浇注系统后放置砂箱，然后开动混砂机开始造型，砂层厚度达到200mm，砂层紧实，混砂机旋转一周用时控制在4-8分钟；
c.制砂芯：在芯盒内放置好芯骨和冷铁后，开动混砂机开始制芯，用捣砂棒紧实；
步骤3、起模：砂型1-2小时后起模、取芯，将上、下砂型从模板上吊起后翻箱，将硬化后的砂芯从芯盒中吊出，起模后2小时开始涂刷砂型表面，涂料总厚度0.8-1.2mm；
步骤4：烘烤砂型：将砂芯置入砂型进行烘烤，每遍烘烤2～3分钟，烘烤结束后扣箱；
步骤5：熔炼：将增碳剂、废钢、Q10生铁加入中频炉，增碳剂按3%加入，炉料分2批次加入，第一批加入60%，待第一批炉料熔化后加入剩余部分炉料；
步骤6：浇铸：处理好的铁水从闸板浇口杯进入直浇道、横浇到并经过内浇道均匀进入进行浇铸、成型后落砂，即形成烧结台车，浇注后保温16小时打箱，取出成型的烧结台车。
进一步所述的烧结台车的制备方法，浇包烘烤温度400-600℃，闸板浇口杯烘烤温度：200-300℃，待中频炉炉内温度达到1460-1470℃时出炉，出炉前扒净熔渣，加入预留0.15%的生铁，扒完渣后撒聚渣剂覆盖铁水表面；采取一次出铁至浇包进行球化、孕育处理，铁水出至2/3时开始均匀加入高钙钡孕育剂，球化处理后将浇包内的铁水倒入闸板浇口杯开始浇注，浇注温度：1340-1360℃，浇注时间100-130S，球化处理完毕至浇注时间控制在10分钟以内；其中，放入浇注包内的球化剂上面覆盖高钙钡孕育剂及增C剂后再在表面覆盖一层生铁。
进一步所述的烧结台车的制备方法，步骤3中的涂料总厚度0.8-1.2mm；其中，第一遍涂料波美度45～50，第二遍涂料波美度40～45，第三遍涂料波美度20～30，砂芯每遍涂刷1/3面积后点火燃烧，涂刷完后及时清除砂芯表面杂物，等砂型（芯）表面温度冷至常温、冷铁上没有水分后再涂刷下一遍涂料。
进一步所述的烧结台车的制备方法，分型面距铸件150mm范围，芯头大平面、芯头部位及芯子分型面边缘150mm范围只涂刷第一遍涂料，涂刷结束后及时清除铁水进入砂型通道中的杂物。
进一步所述的一种制备烧结台车的浇注系统，浇注系统设有一次直浇道、二次直浇道、过桥、2个横浇道和内浇道，横浇道连接在过桥两端，横浇道与过桥相互垂直，过桥连接在横浇道中部，一次直浇道连接在过桥上方，二次直浇道连接在横浇道上方，内浇道设置有多个，多个内浇道均匀布设在2个横浇道下方，内浇道设置在下砂型两边，横浇道设置在上、下砂型之间。
进一步所述的一种制备烧结台车的浇注系统，所述的一次直浇道和二次直浇道采用Φ80陶管制成，所述的内浇道共设有16个，内浇道采用Φ30陶管制成。
进一步所述的一种制备烧结台车的浇注系统，还包括出气片，所述的出气片设有4-6个，出气片均匀设置在上砂型上。
进一步所述的一种制备烧结台车的浇注系统，还包括缩颈冒口，所述的缩颈冒口设有4个，缩颈冒口设置在上砂型的轴头顶端。
进一步所述的一种制备烧结台车的浇注系统，还包括随形冷铁，所述的随形冷铁设有5个，随形冷铁设置在下砂型轴头芯盒内。
本发明的有益效果是：
1.本发明烧结台车铸造通过设计成分、采用缩颈冒口和出气片、及局部使用冷铁、严格控制开箱时间等铸造的烧结台车，按照标准检验后达到使用要求，满足批量生产条件，提高了烧结台车工艺成品率，生产的烧结台车性能稳定，能够满足烧结台车设备规格书要求，烧结台车能够在恶劣环境条件下工作，使烧结台车在使用中具有抗冲击、耐氧化的特点，减少烧结台车本体开裂的概率，提高了台车体的使用寿命。
2.本发明通过均匀设置16道内浇道，且沿下砂型两侧底面均匀分布，每一内浇道尺寸为φ30陶管，从而保证了浇注系统为全开放式，防止了注入时铁水出现紊流。
3.本发明通过轴头顶面布置4个缩颈冒口，缩颈冒口的尺寸为φ140mm*120mm*350mm，从而保证了铸件充型所需的压头和铸件组织的致密性。
4.通过在台车梁上平面布置4-6个出气片，保证了铸件浇注过程中型内气体的顺利排出。
5.本发明在轴头芯盒内部放置随形冷铁，即：在烧结台车游板槽侧平面设置120mm*120*60mm的冷铁5件，达到满足铸造过程中铸造烧结台车的各处液体同时凝固的条件，进一步保证了铸件组织的致密性。
6.本发明浇注温度在1340-1360℃，浇注温度过低易造成瞬时孕育剂溶解不充分，易形成夹渣缺陷；浇注温度过高易造成基体组织石墨球径大，浇注速度为100S-130S之间，避免了浇注速度过慢，铸件上、下温差大，不利于同时凝固的现象发生，防止了浇注速度过快，夹渣物及气体排出困难，易造成铸件夹渣或气孔。
7.本发明开箱时间控制在16小时，避免了开箱过晚铸件冷却速度过慢，基体组织中珠光体的含量减少。
附图说明
图1是本发明烧结台车铸造工艺图；
图2是本发明各浇道立体结构翻转示意图；
图3是本发明缩颈冒口立体结构示意图。
图中：1.缩颈冒口，2.出气片，3.一次直浇道，4.过桥，5.横浇道，6.二次直浇道，7.内浇道，8.随形冷铁，9.台车体。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明：
一种烧结台车，按质量百分比计：烧结台车化学成分为C：3.5-3.85%； Si：2.2-2.8%；Mn：0.4-0.7%；S：≤0.03%；P：≤0.04%；Mg：0.04-0.06%；Mo：0.1-0.2%；余量为铁，严格限制Mn和Mo这两种合金的范围，保证台车体在性能合格的前提下，金相组织中珠光体的含量在15-35%之间。
如图1-2所示，本发明烧结台车铸造工艺图，采用模具整体铸造，制作木模外皮和芯盒，铸型上、下砂型、及砂芯：按工艺要求制造上述烧结台车的浇注系统：其包括一次直浇道3，一次直浇道3始端为注入口，一次直浇道3与砂型分型面垂直，一次直浇道3末端位于过桥4砂型的上方，过桥4两端通过二次直浇道6进入横浇道5，横浇道5空腔上均匀连接8个内浇道7，两侧2*8个内浇道7沿下砂型本体底端呈均匀通入。一次直浇道3及二次直浇道6采用φ80陶管，内浇道7每道采用φ30的陶管；上砂型轴头顶端各1个缩颈冒口1，台车体梁上平面均匀设有6个出气片2，在轴头芯盒厚大部位放置冷铁圈，即：在烧结台车游板槽侧平面设置120mm*120*60mm的冷铁5件。
按照工艺卡要求在每个台车梁上平面放置4-6个出气片，造型1-2小时后起模、取芯，起模后2小时开始涂刷，涂料厚度0.8-1.2mm。涂料勾兑要求：第一遍涂料波美度45～50，第二遍涂料波美度40～45，第三遍涂料波美度20～30，在涂料使用前搅拌均匀，每遍砂型涂刷完后点火燃烧。涂刷结束后及时清除浇注系统中杂物，上、下砂型、及砂芯合箱后通过浇注系统浇注，浇注时间控制在100s-130s。浇注温度1340-1360℃。浇注后保温16小时以上打箱，取出成型的烧结台车。
一种烧结台车的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤1、型砂、芯砂准备：
将石英砂、呋喃树脂、固化剂按质量百分比计：呋喃树脂加入量占石英砂量的1.0%～1.4 %,固化剂加入量占呋喃树脂量的40 %～50 %，开动自动混砂机，测试型砂的使用时间控制在8-15min，要求试样抗拉强度≥0.8 MPa的配方即可使用；
步骤2、造型
a.造上砂型：在上箱模板轴头上放置缩颈冒口、台车梁上平面放置出气片后放置砂箱，然后开动混砂机开始造上型砂，砂层厚度达到150mm，用捣砂棒紧实，混砂机旋转一周用时控制在4-8分钟；砂层厚度达到150mm以上，用捣砂棒紧实能防止紧实过程中对砂型树脂链的损伤，保证砂型的整体强度。
b.造下砂型：放置缠好的浇注系统后放置砂箱，然后开动混砂机开始造型，砂层厚度达到200mm，砂层紧实，混砂机旋转一周用时控制在4-8分钟；
c.制砂芯：在芯盒内放置好芯骨和冷铁后，开动混砂机开始制芯，用捣砂棒紧实；
步骤3、起模：
砂型1-2小时后起模、取芯，将上、下砂型从模板上吊起后翻箱，将硬化后的砂芯从芯盒中吊出，起模后2小时开始涂刷砂型表面，涂料总厚度0.8-1.2mm；
步骤4、烘烤砂型：
将砂芯置入砂型进行烘烤，每遍烘烤2～3分钟，烘烤结束后扣箱；
步骤5、熔炼：
将增碳剂、废钢、Q10生铁加入中频炉，增碳剂按3%加入，炉料分2批次加入，第一批加入60%，待第一批炉料熔化后加入剩余部分炉料；加入增碳剂的目的是增加入炉废钢的用量，减少Q10生铁的加入量，能显著降低台车体的制造成本。
步骤6、浇铸：
处理好的铁水从闸板浇口杯进入直浇道、横浇到并经过内浇道均匀进入进行浇铸、成型后落砂，即形成烧结台车，浇注后保温16小时以上打箱，取出成型的烧结台车，开箱时间控制在16小时，能保证台车体不变形和基体组织中珠光体的含量在15-35%之间。
浇包烘烤温度400-600℃，闸板浇口杯烘烤温度：200-300℃，待中频炉炉内温度达到1460-1470℃时出炉，出炉前扒净熔渣，加入预留0.15%的生铁，扒完渣后撒聚渣剂覆盖铁水表面；采取一次出铁至浇包进行球化、孕育处理，铁水出至2/3时开始均匀加入高钙钡孕育剂，浇注温度：1340-1360℃，浇注时间100-130S，球化处理完毕至浇注时间控制在10分钟以内；
其中，放入浇注包内的球化剂应适当捣紧，上面覆盖高钙钡孕育剂、增C剂，然后覆盖一层生铁在球化剂的表面，烘烤时火苗不应正对球化剂的位置，预处理剂在出铁水前加入浇包铁水冲入的一侧。
实施例
一种烧结台车的制备方法，将处理好的铁水从一次直浇道3到过桥4，从二次直浇道5到2个横浇道6和16个内浇道7，所有内浇道7沿下砂型本体两侧底端均匀通入，浇包烘烤温度500℃，闸板浇口杯烘烤温度：250℃，炉内温度达到1460-1470℃时出炉，出炉前扒净熔渣，加入预留的生铁75kg，扒完渣撒聚渣剂覆盖铁水表面。采取一次出铁进行球化、孕育处理，铁水出至2/3时开始加入孕育剂，加入方式用铁锹均匀撒入，浇注温度：1350℃。浇注时间110S。球化处理完毕至浇注时间控制在10分钟以内，即形成烧结台车。
