盘类铸件生产的成型模具及用其生产铸件的工艺

摘要

本发明是一种盘类铸件生产用成型模具及利用其生产铸件的工艺，它用金属型作为下型，砂型作为上型，金属型下型上设计有定位销和填砂槽。其铸件生产工艺包括造砂型上型—取模—金属下型喷涂料—金属下型预热—下芯、合箱—浇注。本发明的模具充分利用砂型与金属型铸造工艺的优点，使铸造工艺操作简单，不需专用的铸造设备(如低压铸造设备)，工艺参数易于控制，铸件质量稳定，铸件内在质量、尺寸精度较高，铸件质量几乎接近金属型铸件质量。

说明书

技术领域

本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种铸件铸造成型工艺及其使用的成型模具。

技术背景

砂型铸造生产盘类铸件，影响铸件质量的工艺因素较多，工艺条件不易控制，铸件缺陷多，铸件尺寸精度、表面质量及铸件本体力学性能低，采用低压铸造工艺需要配置专用的低压铸造设备，设备维护费用较高，工艺参数及模具调整较繁琐，开发周期长，生产成本高。采用金属型铸造工艺，金属型模具形状复杂，模具生产和调整周期长，生产成本也较高；同时由于金属型透气性、退让性差，在模具设计、制作上以及铸造工艺参数的调整难度加大，生产成本也较高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种盘类铸件成型模具，采用金属型做下型，砂型做上型，充分利用砂型与金属型铸造工艺的优点；本发明还提供利用该模具铸造盘类铸件的工艺，操作简单，不需专用的铸造设备(如低压铸造设备)，工艺参数易控制，铸件质量稳定，铸件内在质量、尺寸精度较高，铸件质量几乎接近金属型铸件质量。

本发明的技术解决方案如下：

盘类铸件生产用成型模具，它用金属型作为下型，砂型作为上型，砂型采用干性或树脂砂型。

由于半金属型铸造合箱浇注前需要对金属型下型进行预热，因此金属型下型的线性膨胀不可避免，为了确保合箱顺利，需要测试金属型下型从室温到预热温度(约400℃)的线性膨胀系数；根据我们的测试结果，金属型下型从室温25℃左右到烘型温度400℃线性膨胀在1.5‰~1.8‰之间；通过测试的线性膨胀系数在砂型上型定位销孔连线方向上对称扩大一定形状，也可设计两个比金属型上的定位销稍大的椭圆型定位销套，造型时固定在砂型上型，确保半金属型合箱顺利及合箱定位准确。

浇注系统内的金属液在金属型上流动会造成金属液在浇注系统中激冷，因此应当设计适当的保温措施，避免金属液在浇注系统中热量的大量损失。为此我们在金属型下型上设计了填砂槽，位于铸件浇注系统的正下方。通过填砂槽中预填水玻璃砂来减少浇注系统中金属液热量的大量损失，确保金属液充型通畅，同时也便于制作搭接横浇道的下半部分及安放过滤网。

以下是利用上述半金属型成型模具生产盘类铸件的工艺过程，分以下步骤：

(1)造树脂砂上型：将铸件模型、浇注系统模型分别放在金属型下型上并定位，套上砂箱，填树脂砂造树脂砂上型；

(2)取模：吊树脂砂上型并翻转，使模型朝上，取铸件模型及浇注系统模型；

(3)金属型下型喷涂料；

(4)金属型下型预热；

(5)下芯、合箱：将预热好的金属型下型取出，下芯，合砂型上型；

(6)浇注，铸型冷却，除箱。

本发明的技术效果：

1、由上述模具及其工艺所获得的半金属铸件与金属型铸件相比，其组织几乎一样致密，能够达到较高强度。

2、工序简化、生产效率高。由于不需造下型，省去了铸型翻箱操作，同一下型可反复使用，还节约了造下型的配砂、造型、落砂等工序，因此显著提高了生产效率，改善了劳动条件。

3、铸件质量稳定。因半金属型铸造工序大为简化，影响铸件质量的工艺因素减少，工艺条件较易控制，因而铸件质量稳定，废品率大大降低。

4、金属型加工困难，制造和调整周期长，一次性投资高，采用半金属型，可将形状简单的一半制作金属型，较复杂部分做砂型，降低金属型加工难度，能够显著降低金属型制造成本并缩短调整周期，一次性投资大幅度减少。

5、金属型排气条件差，采用半金属型铸造可以很好地克服这一难题，采用树脂砂型做上型，不但能够满足铸型透气性好的要求，同时利用树脂砂型强度高、尺寸精度良好的特点，生产的铸件尺寸精度能够接近达到金属型铸造的水平。

6、对于特大型盘类铸件生产特别能够取得显著的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是半金属型成型模具的结构图；

图2是模具的金属型下型简图；

图3是图2的侧视图。

具体实施方式

盘类铸件生产用成型模具的机构参见图1、图2和图3，它用金属型作为下型1，砂型作为上型2，砂型采用干性或树脂砂型，3是树脂砂芯。金属型下型上设计有定位销4和填砂槽5，填砂槽5位于铸件浇注系统的正下方。在树脂砂上型对应于定位销设置有定位销套。

利用上述模具铸造盘类铸件的工艺：

(1)造树脂砂上型：将铸件模型、浇注系统模型分别放在金属型下型上并定位，套上砂箱，填树脂砂造树脂砂上型；

(2)取模：吊树脂砂上型并翻转，使模型朝上，取铸件模型及浇注系统模型；

(3)金属型下型喷涂料：将金属型下型预热至200℃，喷涂料；

(4)金属型下型预热：金属型下型预热温度400℃，保温2-3小时；

(5)下芯、合箱：将预热好的金属型下型取出，下芯，合述树脂砂上型，安放闸门式浇口杯，倾斜铸型，角度3°-5°；

(6)浇注，根据铸材料、形状、壁厚选择不同浇注温度。

浇注完后，铸型冷却，除箱，待金属型下型冷却到40℃以下时即可重复以上步骤进行生产。