|
摘要：通过制定合理的模型结构，独特的制芯工艺及完善的浇注系统，采用树脂砂造型、制芯，成功地生产出梅花孔形炉篦子铸件。
一、项目的确立
2004 年10 月，我厂承揽了公司为1800m3 高炉配套新建的3 座热风炉的炉篦子。这批炉篦子不仅品种多、数量大( 每座热风炉共需31 种规格，60 块炉篦子) ，且我厂从未生产过。为了进一步开拓并占有市场，填补我厂空白，我们决定对其进行研制。
二、炉篦子的结构特点与技术要求
热风炉的内半径为4192mm，炉篦子的结构复杂,制造难度大，质量要求高，主要体现在以下几个方面( 结构如图1 所示) 。 （图片） 1. 结构复杂
每块炉篦子按边长64 mm 的等边三角形为顶点画43 mm 的圆，其任意相邻三个用圆弧相连形成三角梅花形，或两个相连形成腰形孔，或单独存在，且按64 mm×51mm 的规律均布。按此规律布置的孔，不仅数量多( 最多达150 个孔) ，而且铸孔细长( 高度与宽度的比值是6. 2) 、壁薄( 炉篦子的孔距壁厚仅为21 mm) 。
2. 尺寸精度高
炉篦子的所有孔都需铸出，且图样要求任意相邻两个43mm 圆的中心距( 64mm) 上表面公差为±1mm，下表面公差为±2mm，任意两孔中心距上表面公差为±2mm，下表面公差为±3 mm，需用样板检查所有孔的尺寸。
3. 产品质量要求高
( 1) 表面质量要求严 铸件的所有表面，包括炉篦子通孔，均要求光洁完整，无粘砂、气孔、冷隔和裂纹等铸造缺陷。
( 2) 材质及力学性能要求严 铸件材质为中硅耐热球墨铸铁，其牌号是RQTSi4 Mo 。化学成分为wC =2. 7 % ～3. 5 % ，wSi = 3. 5 %～4. 5 % ，wMn = 0. 5 % ，wP≤0. 1 %，wS ≤0. 03 % ，w Mo = 0. 3 % ～0. 7 %。力学性能指标要求Rm ≥500 MPa ，铸件的技术条件按JB/ ZQ4297 —1986 标准执行。
三、炉篦子生产的关键技术
根据炉篦子的结构特点与技术要求，结合我厂的生产实际，我们进行了铸造工艺分析，确定了关键技术，主要有以下几点：
( 1) 正确地选择造型、制芯材料，保证获得表面质量优良的铸件。
( 2) 由于铸件品种多、结构复杂( 周边也布满了孔) ，模样制作工作量大，因此工艺应能保证制作的模样既有利于造型操作，又能共用。
( 3) 铸孔密集、数量多( 最多的孔达150 个) ，铸孔细长，尺寸公差要求严，因此工艺应能保证铸孔砂芯的准确定位与稳定性，保证合箱的顺利进行，从而达到图样设计的公差要求。
( 4) 由于炉篦子铸件结构复杂、壁薄，充型阻力大，因此浇注系统的设计是关键，既要保证正确的浇道位置，又要保证铁液的浇注速度，以防产生冲砂、夹砂和冷隔等铸造缺陷。
四、工艺方案的制定
采用实样抽摸树脂砂造型、制芯，底返雨淋式浇注系统，设定合理的工艺参数，其铸造工艺如图2 所示。（图片） 我厂有5000t/ 年的树脂砂生产线，树脂砂的干强度高，溃散性及透气性好，为生产表面质量高的产品打下了良好的基础。
1. 模样的制作
炉篦子的圆弧面及侧边由模样形成，中心梅花孔、形孔、单圆孔和侧边深孔均采用上下芯头定位，侧边深孔还同时采用侧芯头定位，并在两块扩大的整体砂芯上定位。上下芯头与模样本体采用分模制作、方销定位，造型需三开箱，这样既方便了造型时的舂箱操作，又提高了型砂的紧实度，保证了铸型强度，避免了冲砂、夹砂缺陷的产生; 同时侧边的侧芯头定位，又为上、中、下三箱的正确合箱提供了保证。
为了降低模样的制作成本，减少模样数量，保证侧边深孔位置准确，方便起模，我们将模样本体制成抽模结构，同时要求对整体芯头做出定位，以防合箱时产生错位。
2. 制芯
要想使炉篦子通孔的相对位置精度达到设计要求，必须保证单个通孔的上下芯头在整体砂芯上的定位精度公差控制在±0. 5mm 范围内。为此，我们按最大的炉篦子设计并制作了金属胎板，在其上按边长64. 5mm (加了收缩率) 的等边三角形周期顶点为中心钻20mm 的定位销孔，用来装配梅花形、腰形及单圆形芯头。造型过程中，根据每种炉篦子的实际情况装配芯头。模样制作整体芯头的木质芯盒，我们配以专用的金属定位块，按工艺图制作整体芯头的砂芯。为了保证所有孔的尺寸精度和表面粗糙度，单个通孔的上下芯头及芯盒均采用树脂模制作。
3. 浇注系统的设计
采用半开放底返、雨淋式浇注系统，将横浇道设在模样的整体芯头上，内浇道设在下箱的定位砂芯上。
( 1) 宽度方向设置横浇道 横浇道的布置有两个方向可选择，即长度和宽度方向，若沿长度方向设置横浇道，铁液的流程较长，降温较大，浇注时间长，铸件容易产生冷隔缺陷。因此，我们将横浇道布置在宽度方向，从而避免了冷隔缺陷的产生。
( 2) 内浇道的开设 由于铸件结构复杂、壁薄，若内浇道错位，易产生铸造缺陷。为此，我们在制芯的金属底板上要设浇道的位置钻制了12mm的定位销孔，用来放置带止口的浇道棒，这样既方便了造型操作，又保证了浇道位置的正确。
五、结语
通过对技术关键点的准确分析，铸造工艺的正确制定，工艺方案的正确实施，保证了生产的炉篦子铸件无论表面质量、尺寸公差，还是材质及力学性能均达到了设计要求，获得了用户的好评。
3/23/2008
|
