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矿车碰头座铸造工艺改进
摘要:矿车安全部件的碰头座因其结构的复杂性(冒口、死角方向各异,壁薄且长等),无利于干砂充填和振动紧实。卓力对采用消失模铸造工艺生产矿车碰头座进行改进。

矿车碰头座大部分采用砂型铸造的工艺进行生产,铸造工艺复杂,铸件精度低,劳动强度大,生产成本高。近年来消失模铸造快速发展,大部分的铸造件被消失铸造工艺所取代,且采用消失模铸造可完全解决上述问题。然而对于矿车安全部件的碰头座因其结构的复杂性(冒口、死角方向各异,壁薄且长等),无利于干砂充填和振动紧实。卓力对采用消失模铸造工艺生产矿车碰头座进行改进。


1 消失模铸造的优点


(1)铸件的尺寸、形状准确,重复性好,具备精密铸造铸件的特点,可减少机械加工余量。


(2)不用型芯、不用合型、不取模,使造型工艺大大简化,并消除了由制芯、取模、合型引起的铸造缺陷及废品。


(3)由于采用无粘结剂、无水分、无任何附加物的干砂,根除了由水、附加物和粘结剂引起的各种铸造缺陷;并使砂处理系统大大简化,取消了混砂工序,落砂极易实现,落砂工作量及劳动强度大大降低。


(4)铸件表面质量主要取决于模样的表面质量,而在原料选用合适、工艺参数合理、模具表面粗糙度小的情况下,可得到表面质量很好的模样和铸件。


(5)由于不分型,铸件无飞翅毛刺,使清理打磨工作量减少50%以上。


(6)大大改善了工人的工作条件,对工人的技术熟练程度要求大大降低。


(7)投资少,见效快。


2 消失模铸造工艺


2.1 模样制做


碰头座模样采用EPS板热熔胶粘结制模工艺。


2.2 涂敷及烘干


采用刷涂的方法涂敷。


在550C以下的气氛中烘干2~lOh。烘干时注意空气的流动,以降低湿度,提高烘干效率。烘干过程中还必须注意模样的合理放置或支撑,防止变形。


2.3 浇注位置


碰头座采用盲口向上立放位置,有利于干砂填充、紧实;有利于金属液与模样置换过程进行、不问断;有利于铸件成形。采用立浇方式,以保证金属液有一定的上升速度,并且有利于凝固补缩。


2.4 原砂的选择


选用宝珠砂作为原砂。其特点是:


(1)流动性好。宝珠砂为圆形颗粒状,流动性大大强于硅砂,保证了碰头座空腔的填充与振实的要求,且不用对碰头座的空腔进行填充芯砂处理。


(2)透气性好。宝珠砂的圆形颗粒具有充足的气体流动空间,保证了抽真空系统可将浇注时产生的气体全部排出。


(3)耐热性好。宝珠砂的耐热温度高于硅砂,并具有低的灼烧减量。


2.5 干砂充填和振动紧实


采用分层多次加砂,加砂后振动紧实。采用柔性管加砂法填充干砂。


振动采用三维振动台,可以使型砂更好地充填到模样束的各个内部通道中(特别是一些向上的直孔等),并达到一定的紧实度。振动时间一般控制在15— 60s。


2.6 浇注工艺


浇注温度:1500℃ ;


真空度:0.04MPa;


浇注速度:采用慢一快一慢的浇注方式。刚开始应慢浇,以防止模样气化过快而反喷。金属液充满直浇道后加快浇注速度,可以保证金属液尽快充填,以避


免发生型壁塌陷,也有利于防止钢件的碳质缺陷的产生。浇注后期应慢浇,以防止金属液的外溢,造成金属液的浪费和砂处理的麻烦。


2.7 清理


由于消失模铸件没有分型面、不用砂芯,因此可省去清铲飞边毛刺的工序,只要去除浇冒口、打磨浇冒口剩余部分即可。采用抛丸清理室清理,可使铸件更光洁,同时除去局部地方的粘砂缺陷。


3 质量


(1)表面质量光滑。表面粗糙度Ra12.5微米,比砂型铸造表面粗糙度值低;(2)铸件的尺寸精度可达8级,比砂型铸造提高1~2级;(3)加工余量2mm,比型铸造可减少50%的机械加工时间。


采用消失模铸造工艺可以铸造矿车安全部件碰头座,且表面质量好,尺寸精度高,加工余量少,劳动强度低,降低了投资和生产成本,增加经济效益。


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