一种隔砂冷铁放置方式
技术领域
本发明涉及一种铸件的隔砂冷铁放置方法。
背景技术
铸造是指将固态金属溶化为液态倒入特定形状的铸型，待其凝固成形的加工方式，而为了获得零件的结构形状，预先用其他容易成型的材料做成零件的结构形状，然后再在砂型中放入砂芯，于是砂型中就形成了一个和零件结构尺寸一样的空腔。
对于厚壁灰铸铁件，铸件硬度的均匀性是非常重要的问题，为了达到产品导轨硬度的要求，往往需要提高产品材质牌号，使其满足导轨的要求，这样的材质在薄壁位置发生硬度高、应力大的问题，且在热节位置易发生缩松，产品厚薄壁位置硬度不均的问题。通过冒口补缩的方法成本较高，易产生石墨漂浮，且影响表面硬度；放置直冷冷铁往往会造成铸件激冷过渡或冷铁过热导致的石墨形态不同，发生材质不均的问题，加工后往往发现放置冷铁的位置与不放置冷铁的位置颜色不同。
发明内容
本发明针对现有技术中灰铸铁件易发生缩松及硬度不均匀的问题，提供了一种隔砂冷铁放置方法，通过简单可行的操作，实现灰铁铸件硬度均匀，且高硬度的质量要求，满足铸件质量要求，节约成本，提高生产效率。
本发明技术方案实现的步骤为：
根据产品的加工、工艺和质量的要求，确定产品浇注方向，并根据产品的材质要求、铸型强度、壁厚模数、浇注温度和产品缩松性质等；设计确定各位置隔砂冷铁的厚度H及隔砂层厚度h；
在铸件激冷位置的模数M、隔砂冷铁厚度H和隔砂层厚度h之间存在以下关系，H＝3/2M*10，h＝a*M，a＝1.1(冷铁为HT250或HT200)；
隔砂冷铁使用HT200或HT250材质为好，尺寸易使用方便操作，单重不超过10kg，冷铁间距控制在＜15mm；
经过CAE模拟仿真验证确认优化冷铁方案；
制作模具方案，在模具上将隔砂层厚度h做出，即模具放置冷铁面的尺寸除去正常的铸件和工艺尺寸之外，需要增加隔砂冷铁的尺寸h，并在做好的模具上标识冷铁位置；
开始造型前，准备符合以下标准的冷铁；经过2.0mm-2.4mm的钢丝切丸抛丸15-30分钟，使得冷铁表面粗糙度≥Ra 25，使用时保证使用面无锈蚀及杂质；
将冷铁按照冷铁标识放置在导轨面，填砂紧实，完成造型；
将开模后的砂型放置在施涂工位，清理干净型腔浮砂；
施涂隔砂层，采用高压喷涂醇基涂料喷涂，波美度控制在85以上；第1遍喷涂厚度控制在0.2-0.3mm之间，之后使用热风或天然气明火烘烤干燥；第2遍喷涂厚度控制在0.3mm-0.5mm之间，之后使用热风或天然气明火烘烤干燥；重复以上操作，直到达到规定隔砂层厚度，完成隔砂层的制造工作；
合箱、浇注、开箱，获得所需硬度均匀的铸件。
本发明技术方案的有益效果主要体现在可以使冷铁牢固、准确的安放在冷铁设计位置，从而保证冷铁充分发挥缓凝的作用，提高铸件冷铁位置冷却速度，改善组织结构和硬度，使其与其他薄壁位置冷却速率差减小，改善铸件整体组织均匀性，可以减少合金的加入量或提高CE，节约成本，改善材料的铸造性，同时避免铸件在凝固过程中出现不必要的缩松、缩孔等缺陷。
隔砂层准确定位，主要体现在三个方面:通过公式核算冷铁厚度和隔砂层厚度，CAE模拟仿真验证优化；通过在模具上直接做出隔砂层的厚度，冷铁直接放置在模具表面，可靠方便；隔砂层使用细颗粒的涂料喷涂成形，可实现0.2-10mm之间的隔砂层，这是传统使用树脂砂成形的隔砂层无法实现的隔砂厚度，传统树脂砂0.1-10mm上层易与冷铁脱落，造成铸件夹砂。涂料可以根据隔砂层的不同，选用不同粒度的喷涂，目的是增加每层的厚度，降低喷涂层数；使用刷涂或流涂也可以实现隔砂层的成形，但优选喷涂，因其喷射压力大，涂挂性能好，干燥快；牢固定位，冷铁表面粗糙，涂料粒度细，利于涂料与冷铁的涂挂粘接。
通过本发明，提供了一种隔砂冷铁放置方法，所述可通过简单的方法，在铸造造型或制芯过程中放置冷铁，通过喷涂实现隔砂层，实现铸件硬度均匀且高硬度的质量要求，满足铸件质量要求，节约成本，提高生产效率。
附图说明
图1床身铸件结构图
图2冷铁与模具斜面关系示意图
图3砂型图
图4砂型局部放大图
其中，1-铸件结构；2-导轨；3-筋板；4-模具；5-隔砂层模具；6-隔砂冷铁；7-砂型；8-隔砂层
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。请注意，下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
床身铸件为灰铁材质，通过改变导轨厚壁位置的冷却速度，获得不同的基体组织，以得到希望获得的导轨硬度，通过放置冷铁可以改善导轨位置的散热条件，使其凝固速度加快，减小了厚壁导轨位置与其他薄壁位置的温差，使得组织和硬度更加均匀；灰铁铸件，放置直冷冷铁位置与不放置冷铁位置加工后颜色不同，石墨形态不同，放置直冷冷铁易导致石墨变色，但由于存在厚壁结构，冷却缓慢，加工后有缩松外漏风险，需要使用隔砂冷铁控制，避免加工后的变色问题。
一种床身导轨位置的隔砂冷铁放置方法，铸件结构1见图1，铸件结构1上有导轨2和筋板3，设计确定各位置冷铁的厚度及距离铸件的距离，根据产品的加工、工艺和质量的要求，确定产品浇注方向，在铸件激冷位置的模数M、隔砂冷铁厚度H和隔砂层厚度h之间存在以下关系，H＝3/2M*10，h＝a*M，a＝1.1，隔砂冷铁为HT250，此铸件M＝3；隔砂冷铁厚度H＝3/2M*10＝45；隔砂层厚度h＝1.1*M＝1*3＝3.3；
隔砂冷铁单重不超过10kg，冷铁间距控制在＜15mm；
经过CAE模拟仿真验证确认优化冷铁方案；
制作如图2的模具4，在导轨2位置上将隔砂层厚度h做出隔砂层模具5，即模具导轨放置冷铁面的尺寸除去正常的铸件和工艺尺寸之外，需要增加隔砂冷铁的尺寸h，并在做好的模具上使用油漆标识冷铁位置，形成导轨2模具上有隔砂层模具5和隔砂层冷铁6；
开始造型前，准备符合以下标准的隔砂冷铁；经过2.0mm-2.4mm的钢丝切丸抛丸15-30分钟，冷铁表面粗糙度Ra 25，使用时使用面无锈蚀及杂质；
将隔砂冷铁按照冷铁标识放置在导轨面，填砂紧实，完成造型；
将开模后的砂型放置在施涂工位，将导轨面向上放置，清理干净型腔浮砂；
采用高压喷涂醇基涂料，波美度控制在85以上；第1遍喷涂厚度控制在0.2mm-0.3mm之间，之后使用热风或天然气明火烘烤干燥；第2遍喷涂厚度控制在0.3mm-0.5mm之间，之后使用热风或天然气明火烘烤干燥；重复以上操作，直到达到规定隔砂层厚度，完成隔砂层的制造工作；砂型7和隔砂冷铁6之间形成有隔砂层8。
合箱、浇注、开箱，获得所需硬度均匀的铸件。
