一种预防粘砂及型芯烧结的铸造方法与流程

本发明涉及铸造工艺，具体而言，涉及一种预防粘砂及型芯烧结的铸造方法。背景技术：1、随着科学技术的飞速发展，高附加值的铸件产品市场逐渐扩大，铸件产品也越来越复杂，在壁厚大、孔腔小的铸件产品开发过程中，由于铸件凝固时间长，砂芯长时间在钢液的作用下，极易发生粘砂缺陷。而且出现粘砂缺陷的位置孔腔直径小，内部形状复杂，给粘砂缺陷的清理造成了极大的困难，往往需要花费极大的成本来进行清理，有些甚至无法清理，最终导致产品报废，产品生产周期及生产成本大幅提高。2、现有技术通常采用特种耐高温砂、耐高温抗粘结涂料等方法来解决这一问题，但仍然存在着高比例的铸件粘砂缺陷，难以实现良好的落砂和清理，是长期困扰砂型铸造的技术难点之一。为此申请号为cn201721871152.4的中国专利公开了一种可加快型芯冷却的铸造装置，砂箱内部设有砂型，所述砂芯设置在砂型内部，所述砂芯内沿其轴向设有散热钢管，所述散热钢管两端贯穿砂箱两侧，所述散热钢管一端连接压缩气源，另一端通过压缩气源带走砂芯内部热量，所述散热钢管圆周外部均匀焊接有散热元件。该方案由于空气密度低，携带热量能力弱，特别是对浇铸初期的高温冲击缓解能力极为有限而未能广泛应用。若通过陶瓷型芯来生产该类型铸件，可以改善最终铸件的粘砂情况，但由于陶瓷型芯需要专业设备制备且需要碱煮法进行清理，清理难度大且环境污染严重且能耗较大。3、有鉴于此，特提出本发明。技术实现思路1、本发明解决的问题是现有铸造方法生产壁厚大、孔腔小的复杂铸件容易出现粘砂的问题。2、为解决上述问题，本发明提供一种预防粘砂及型芯烧结的铸造方法，包括：3、步骤s1、制作含冷却管道的型芯，合箱后将冷却管道贯穿砂箱两侧，并与熔盐循环系统连接，进行打压以确保无泄漏；4、步骤s2、开启加热系统使储罐内的熔盐保持液态，打开第二阀，通过循环泵将熔盐输送到工作罐，关闭第二阀，打开第一阀，并通过循环泵将熔盐输送至冷却管道以对型芯持续烘烤；例如使熔盐温度保持在150-200℃。5、步骤s3、将熔盐温度保持在200-500℃并基于型芯进行浇铸，浇铸完成后持续冷却至出口熔盐温度与入口熔盐温度基本一致；6、步骤s4、关闭第一阀、打开第二阀将熔盐收集至储罐内进行保温存储，切断熔盐循环系统，排空工作罐内熔盐；7、步骤s5、铸件落砂后取出冷却管路。8、本发明通过在浇铸前建立熔盐循环系统，使型芯持续烘烤以保持型芯干燥，浇铸过程利用熔盐及型芯内部冷却管道带走型芯热量，实现型芯的高效冷却，避免出现粘砂、烧结缺陷，获得高表面质量的铸件；浇铸完成后，拆除管接头，铸件落砂后，可直接取出内部预埋管道，对于受热变形或难拆卸的冷却管道，可直接采用割炬切除。对于含复杂型腔的铸件而言，位于内部的冷却管道可采用阳极电解溶解的方法实现高效溶解，方便实施。9、通常在浇铸前1h开始烘烤，当熔盐温度处于200-500℃时具有良好流动性，同时具有较好的吸热传热效果；通常来说，当出口熔盐温度与入口熔盐温度基本一致时，即可停止冷却。10、优选的，所述含冷却管道的型芯的制备方法为：a)选择与型芯尺寸匹配的冷却管道，将预制有管接头的冷却管道在数控折弯机上依据型芯的形状预制成对应形状，冷却管道上部焊接冷却翅片；b)将预制的冷却管道放置于模具中，制成含预埋冷却管路的型芯。11、通过设置所述冷却管道不仅用于熔盐的循环流动，还能够保证型芯的强度和刚度，有效防止在制造、运输、装配和浇铸过程中型芯的变形、开裂、甚至被金属液冲击折断。12、优选的，所述熔盐循环系统包括通过熔盐管路顺次相连的循环泵、工作罐、冷却管道，所述冷却管道设置在型芯内，所述循环泵的出口端设置第一阀，用于控制所述熔盐管路的通断；所述熔盐冷却系统还包括与所述熔盐管路连接的储罐，所述储罐位于所述循环泵的出口端与所述第一阀之间，所述储罐与循环泵之间设置第二阀。13、所述熔盐冷却系统能够实现型芯的主动快速散热，有效降低在浇铸过程中的钢水热冲击温度及高温保持时间对型芯粘砂的影响，防止出现小尺寸型芯的粘砂、烧结等缺陷，保证铸件上芯孔的高效清砂，提高芯孔的质量和尺寸精度，有效降低铸件后期的清理工作量及生产成本。14、优选的，所述工作罐设置调温组件，所述调温组件分别与升温系统、降温系统连接。该设置能够对循环的熔盐进行升温或降温，例如生产时对型芯进行预热并对铸件进行冷却降温。15、优选的，所述冷却管道在型芯内有6-14mm的吃砂量，所述型芯1的尺寸小于35*35mm。例如当型芯尺寸小于16*16mm时则吃砂量为0mm，当型芯尺寸为16*16-24*24时则吃砂量为6-9mm，当型芯尺寸为24*24-35*35时则吃砂量为9-14mm，该设置能够具有良好的冷却性能，同时不会影响铸件的正常收缩。优选的，所述冷却管道有多条且均匀的分布在型芯的芯孔断面上。优选的，所述冷却管道有一条或者多条，多条所述冷却管道均匀的分布在型芯的芯孔断面上。16、优选的，所述熔盐的熔点不高于300℃。例如可采用45％nano3+55％kno3，其熔点约为150℃，具有较高的热稳定性，可以在较高温度下工作，还可以加入0.5％～1.5％的水，降低熔点达到135℃，提高其导热率。17、相对于现有技术，本发明实施例所述预防粘砂及型芯烧结的铸造方法具有如下有益效果：18、1)采用低蒸汽压，高比热容的熔融盐作为冷却介质实现型芯的高效冷却。有效降低型芯的热冲击温度和高温区冷却时间，避免型芯的烧结和铸件粘砂缺陷；可有效对型芯进行烘干，减少型芯在烘干炉中的时间，实现型芯热型浇铸；19、2)利用高温熔盐的循环可以有效实现浇铸前砂型的保温和烘烤，有效降低砂型的吸湿、吸潮，预防气孔、缩孔等缺陷；熔盐的高效冷却可以有效细化铸件组织，提高铸件质量；20、3)金属冷却管路系统可以有效提高型芯强度，避免型芯损坏及在浇铸过程移位等缺陷，可有效提高铸件孔腔表面质量，和铸件尺寸精度，降低铸件清理难度，获得高品质铸件。技术特征：1.一种预防粘砂及型芯烧结的铸造方法，其特征在于，包括：2.根据权利要求1所述的防粘砂及型芯烧结的铸造方法，其特征在于，所述含冷却管道(2)的型芯(1)的制备方法为：a)选择与型芯(1)尺寸匹配的冷却管道(2)，将预制有管接头的冷却管道(2)在数控折弯机上依据型芯(1)的形状预制成对应形状，冷却管道(2)上部焊接冷却翅片；b)将预制的冷却管道(2)放置于模具中，制成含预埋冷却管路(2)的型芯(1)。3.根据权利要求1所述的防粘砂及型芯烧结的铸造方法，其特征在于，所述熔盐循环系统包括通过熔盐管路顺次相连的循环泵(3)、工作罐(4)、冷却管道(2)，所述冷却管道(2)设置在型芯(1)内，所述循环泵(3)的出口端设置第一阀(6)，用于控制所述熔盐管路的通断；所述熔盐冷却系统还包括与所述熔盐管路连接的储罐(5)，所述储罐(5)位于所述循环泵(3)的出口端与所述第一阀(6)之间，所述储罐(5)与循环泵(3)之间设置第二阀(7)。4.根据权利要求3所述的防粘砂及型芯烧结的铸造方法，其特征在于，所述工作罐(4)设置调温组件，所述调温组件分别与升温系统、降温系统连接。5.根据权利要求3所述的防粘砂及型芯烧结的铸造方法，其特征在于，所述冷却管道(2)在型芯(1)内有6-14mm的吃砂量，所述型芯(1)的尺寸小于35*35mm。6.根据权利要求5所述的防粘砂及型芯烧结的铸造方法，其特征在于，所述冷却管道(2)有一条或者多条，多条所述冷却管道(2)均匀的分布在型芯(1)的芯孔断面上。7.根据权利要求1所述的防粘砂及型芯烧结的铸造方法，其特征在于，所述熔盐的熔点不高于300℃。技术总结本发明提供了一种预防粘砂及型芯烧结的铸造方法，包括S1、制作冷却管道的型芯，合箱后将预埋管道贯穿砂箱两侧，并与熔盐循环系统连接，进行打压以确保无泄漏；S2、开启加热系统使储罐内的熔盐保持液态，打开第一阀并通过循环泵将熔盐输送至冷却管道以对型芯持续烘烤；S3、将熔盐温度保持在200‑500℃并基于型芯进行浇铸，之后持续进行冷却；S4、关闭第一阀、打开第二阀将熔盐收集至储罐内进行保温存储，切断循环系统，排空工作储罐内熔盐；S5、铸件落砂后取出预埋冷却管路。本发明在浇注前建立熔盐循环系统，使型芯持续烘烤并改善最终铸件的气孔等缺陷情况，浇注过程利用熔盐及型芯内部冷却管道实现高效冷却，获得高表面质量的铸件。技术研发人员：杨俊峰,郑霏,范芳雄,陈亚涛,王灵水受保护的技术使用者：中船双瑞（洛阳）特种装备股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/16