用于粘土砂生产环状类球墨铸铁件的浇注系统及铸造方法与流程

1.本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种用于粘土砂生产环状类球墨铸铁件的浇注系统及铸造方法。


背景技术：

2.铸造生产成本可控的指标主要为铸件工艺出品率与铸件成品率，统称为铁水收得率。高的收得率，对于企业效益，意义重大。
3.生产环状类球墨铸铁件，目前常见的铸造方式为树脂砂造型和粘土砂造型。由于球墨铸铁独特的凝固特性，在冷却过程中存在液态收缩和凝固收缩，导致铸件在最后凝固的位置易产生收缩类缺陷，降低了铁水收得率。而粘土砂造型，铸型强度低，并且需要设置冒口，导致产品出品率低于55％；而且砂型铸造因砂眼类、外观不良等引起的废品率高；使得综合收得率比较低。


技术实现要素：

4.本发明的目的是解决现有生产环状类球墨铸铁件的浇注系统及方法存在的产品出品率低、易产生收缩类缺陷和综合收得率比较低的技术问题，提供一种用于粘土砂生产环状类球墨铸铁件的浇注系统及铸造方法。
5.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
6.一种用于粘土砂生产环状类球墨铸铁件的浇注系统，其包括直浇道、直浇道窝、两个过滤装置、两个横浇道、环状铸件模型、若干个内浇道、若干个排气杆和若干个溢流柱；所述溢流柱均匀设在环状铸件模型的顶部并与其连接，所述排气杆设在环状铸件模型顶部的旁边并与环状铸件模型顶部连接，所述环状铸件模型内侧与内浇道一端连接，所述内浇道均匀设在横浇道的外侧并与其连接，所述横浇道内侧与过滤装置的一侧连接，所述过滤装置的另一侧与直浇道窝连接，所述直浇道窝与直浇道的底部连接，所述直浇道与浇口杯连接。
7.进一步地，所述排气杆为长圆柱杆结构，高度为砂箱高度2/3，通过1～2mm薄片与环状铸件模型顶部连接；所述环状铸件模型的高度比环状铸件的高度高5mm。
8.进一步地，所述溢流柱为圆柱结构，高度与直径等于环状铸件壁厚。
9.进一步地，所述过滤装置设置有泡沫陶瓷过滤器，使金属液的流动方式由湍流变为层流，与直浇道窝连接处设置阻流。
10.进一步地，所述直浇道窝为半球结构，缓冲铁液对铸型的冲刷。
11.进一步地，所述横浇道由半圆环浇道和横直浇道构成，半圆环浇道的截面积为等腰梯形，其中半圆环浇道与内浇道楔形搭接。
12.进一步地，所述内浇道为楔形薄片结构，与横浇道连接处采用倒圆角连接，相当于冒口径作用，保证液态补缩完毕后，及时关闭。
13.进一步地，所述直浇道的截面积、直浇道与过滤装置之间的阻流截面积、横浇道截
面积和内浇道截面积的比例为1.1:0.8:1.1:1.6。
14.一种使用上述浇注系统的铸造方法，其浇注铁水的成分为：
15.c：3.5-3.8％、si：2.1-2.3％、mn：0.4-0.5％、p＜0.05％、s：0.02％、cu:0.5-0.6％、cr:0.05％、mo：0.15％、v：0.05％、ti：0.025％、al：0.03％、sn：0.05％、mg：0.035-0.055％；
16.具体步骤为：
17.步骤1：熔炼，按照所述浇注铁水的成分进行熔炼，熔炼温度为1480-1520℃；铁水倒入浇包前，包底放入2块5kg高新生铁；
18.步骤2：浇注，浇注时铁水温度为1380-1420℃；每包出铁水量控制在1000
±
10kg，每包浇注时间≤8分钟；
19.步骤3：后处理，待铸件冷却后清理打磨。
20.本发明的有益效果是：
21.1、在环状铸件模型顶面设排气杆，使浇注过程中型腔里的气，直接排到砂型外，同时，排气柱可在浇注过程中，将上浮的杂质，汇聚在排气柱；二者结合，消除气孔、夹渣类缺陷，提高成品率。
22.2、环状铸件模型的高度比环状铸件的高度高5mm，可直接消除石墨漂浮、砂眼类缺陷，提高成品率。
23.3、通过改变铸件凝固方式，使球墨铸铁糊状凝固方式，逐渐改为均衡凝固，甚至顺序凝固，消除铸件缩孔缺陷。
24.4、铁水倒入浇包前，包底放入2块5kg高新生铁，增加异质形核；通过控制原铁液碳硅含量及球化孕育过程，使处理后铁液的共晶度无限接近于1，再辉度小于2，使铁液具有优良的流动性和填充性，在铸件凝固过程中充分发挥石墨化自膨胀作用抵消铸件缩松缺陷。
25.5、去除冒口，不使用冷铁，铸件出品率由55％提高为82％；消除铸造缺陷，实现铸件成品率100％；综合收得率达到82％，降低了生产成本，提高了生产效率。
附图说明
26.图1是本发明浇注系统的结构示意图；
27.图2是本发明直浇道、直浇道窝、过滤装置和横浇道的剖面图；
28.图3是本发明内浇道的剖面图；
29.图中：1-直浇道，2-排气杆，3-溢流柱，4-横浇道，5-内浇道，6-过滤装置，7-环状铸件，8-直浇道窝，4-1-半圆环浇道，4-2-横直浇道。
具体实施方式
30.下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。
31.如图1～3所示，本实施例中的一种用于粘土砂生产环状类球墨铸铁件的浇注系统，其包括直浇道1、直浇道窝8、两个过滤装置6、两个横浇道4、环状铸件模型7、若干个内浇道5、若干个排气杆2和若干个溢流柱3；所述溢流柱3均匀设在环状铸件模型7的顶部并与其连接，所述排气杆2设在环状铸件模型7顶部的旁边并与环状铸件模型7顶部连接，所述环状铸件模型7内侧与内浇道5一端连接，所述内浇道5均匀设在横浇道4的外侧并与其连接，所
述横浇道4内侧与过滤装置6的一侧连接，所述过滤装置6的另一侧与直浇道窝8连接，所述直浇道窝8与直浇道1的底部连接，所述直浇道1与浇口杯连接。所述排气杆2为长圆柱杆结构，高度为砂箱高度2/3，通过1～2mm薄片与环状铸件模型顶部连接。所述环状铸件模型7的高度比环状铸件的高度高5mm。
32.所述溢流柱3为圆柱结构，高度与直径等于环状铸件壁厚。
33.所述过滤装置6设置有泡沫陶瓷过滤器，使金属液的流动方式由湍流变为层流，与直浇道窝连接处设置阻流。
34.所述直浇道窝8为半球结构，缓冲铁液对铸型的冲刷。
35.所述横浇道4由半圆环浇道4-1和横直浇道4-2构成，半圆环浇道4-1的截面积为等腰梯形，其中半圆环浇道4-1与内浇道5楔形搭接；半圆环浇道4-1取代冒口，对环状铸件进行液态补缩。
36.所述内浇道5为楔形薄片结构，与横浇道4连接处采用倒圆角连接，起到冒口径作用，保证液态补缩完毕后，及时关闭。
37.所述内浇道5为楔形薄片结构，与横浇道4连接处采用倒圆角连接，冒口径作用，保证液态补缩完毕后，及时关闭。内浇口进铁水位置距离环状铸件模型顶面50mm，分散进入型腔。
38.所述直浇道的截面积、直浇道与过滤装置之间的阻流截面积、横浇道截面积和内浇道截面积的比例为1.1:0.8:1.1:1.6。
39.一种使用上述浇注系统的铸造方法，其浇注铁水的成分为：
40.c：3.5-3.8％、si：2.1-2.3％、mn：0.4-0.5％、p＜0.05％、s：0.02％、cu:0.5-0.6％、cr:0.05％、mo：0.15％、v：0.05％、ti：0.025％、al:0.03％、sn：0.05％、mg：0.035-0.055％；
41.具体步骤为：
42.步骤1：熔炼，按照所述浇注铁水的成分进行熔炼，熔炼温度为1480-1520℃；铁水倒入浇包前，包底放入2块5kg高新生铁；
43.步骤2：浇注，浇注时铁水温度为1380-1420℃；每包出铁水量控制在1000
±
10kg，每包浇注时间≤8分钟；
44.步骤3：后处理，待铸件冷却后清理打磨。