[發(fā)明專利]一種鑄造用鐵模覆砂蜂窩式排氣砂箱

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710099539.0
• 申請日: 2017-02-23
• 公開（公告）號: CN106903274A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田中青;趙凱麗;張淑萍
• 申請（專利權(quán)）人: 西峽縣眾德汽車部件有限公司
• 主分類號: B22C21/00
• 分類號: B22C21/00;B22C9/06
• 代理公司: 北京中恒高博知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11249
• 代理人: 劉洪京

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鑄造砂箱模具技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種鑄造用鐵模覆砂蜂窩式排氣砂箱。

背景技術(shù)

渦輪增壓器分總成渦輪增壓器殼體形狀復(fù)雜，壁厚差異較大,厚的部分12mm，薄的部分只有3mm，鑄造該產(chǎn)品需要材質(zhì)具有良好的鑄造性能。該產(chǎn)品使用高鎳奧氏體球墨鑄鐵經(jīng)鐵模覆砂砂箱鑄造而成，高鎳奧氏體球墨鑄鐵鐵水在爐中的過熱溫度一般高于1680℃～1720℃，適宜澆注溫度1520℃～1560℃。根據(jù)產(chǎn)品及材質(zhì)的特殊性，鐵水在充型過程中需要急排氣又急冷，所以鑄造渦輪增壓器殼體采用具有金屬型鑄造特點的鐵模覆砂鑄造工藝方法。

鐵模覆砂鑄造渦輪增壓器分總成渦輪增壓器殼體用與外形近形的鑄鐵型腔作為砂箱鐵型（一模八件），近形的鐵型上覆蓋一層4～10mm的覆膜砂砂胎形成鑄型，用于澆注渦輪增壓器殼體鑄件。鐵型覆砂鑄造具有金屬型鑄造的特點，鐵的鑄型在金屬液結(jié)晶過程中有明顯的急冷作用，可使鑄件晶粒度細(xì)化，從而提高鑄件的綜合強(qiáng)度。

鐵模覆砂鑄造渦輪增壓器分總成渦輪增壓器殼體以前的鐵模覆砂砂箱模具如圖1所示，砂芯的排氣是靠圖1中排氣片1進(jìn)行的；鐵水中的排氣是靠排氣片2進(jìn)行的。因為型腔中鐵水流通及排氣不好，渦輪增壓器殼體熱澆注過程中，形成夾渣、氣孔及冷隔缺陷，直接影響產(chǎn)品的使用性能，導(dǎo)致產(chǎn)品報廢，廢品率高達(dá)30%。原因是該產(chǎn)品使用高鎳奧氏體球墨鑄鐵鑄造而成,高鎳奧氏體球墨鑄鐵中含有大量的鎳（34～36%），鎳由電解獲得，電解過程中產(chǎn)生大量的氫，氫在高溫始終溶于液態(tài)金屬中，凝固過程中析出，排氣不好會產(chǎn)生大量氣孔；另一方面鐵模覆砂工藝因為鑄件冷卻速度快，進(jìn)入型腔鐵水中的夾雜物和氣體不容易浮出而極易形成夾渣和氣孔，也易形成冷隔。因此要求鐵模覆砂砂箱具備良好的排氣功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種鑄造用鐵模覆砂蜂窩式排氣砂箱，結(jié)構(gòu)巧妙，能快速散熱和排氣。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：一種鑄造用鐵模覆砂蜂窩式排氣砂箱，包括鐵模覆砂上砂箱模具，所述上砂箱模具設(shè)有若干個排氣孔。

進(jìn)一步地，所述排氣孔的直徑為4.5mm。

進(jìn)一步地，所述排氣孔設(shè)有396個。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：在鐵模覆砂上砂箱模具上設(shè)計了不均勻分布的排氣孔，在產(chǎn)品鑄造過程中對型腔、砂芯及鐵水中氣體的排氣起到了急冷和快速均勻排氣作用。

附圖說明

圖1為傳統(tǒng)鐵模覆砂模具的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明鑄造鐵模覆砂蜂窩式排氣砂箱模具的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應(yīng)對本發(fā)明的保護(hù)范圍有任何的限制作用。

如圖2所示，一種鑄造用鐵模覆砂蜂窩式排氣砂箱，包括鐵模覆砂上砂箱模具3，所述鐵模覆砂上砂箱模具3上設(shè)有若干個排氣孔4，該若干個排氣孔4為不均勻布置。

本鑄造鐵模覆砂蜂窩式排氣砂箱，根據(jù)高鎳奧氏體球墨鑄鐵材質(zhì)特殊性，在鐵模覆砂上砂箱模具3上設(shè)計了不均勻分布的396個直徑Φ4.5mm的排氣孔4，在產(chǎn)品鑄造過程中對型腔、砂芯及鐵水中氣體的排氣起到了急冷和快速均勻排氣作用。

采用上述結(jié)構(gòu)的鑄造鐵模覆砂蜂窩式排氣砂箱，具有以下技術(shù)效果：解決了產(chǎn)品因排氣不好產(chǎn)生的氣孔多、夾渣及冷隔問題，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。具體論述如下：上砂箱外形尺寸為760×560×170mm，因產(chǎn)品形狀復(fù)雜，所以砂箱厚度不均，由最薄處25mm～最厚處150mm，經(jīng)過試驗驗證鑄件澆注到砂箱中鐵水溫度由1460℃快速冷卻到1200℃約3分鐘。

熱量公式：查得鐵水的比熱容為，

，

最終排出的熱量為：，

單排氣孔4的面積：，

所有排氣孔4的總面積：，

查得

最小高時總體積為：，

此時質(zhì)量為：，占總重量的0.017，

鑄件3分鐘排出能量為：，

最大高時總體積為：，

此時質(zhì)量為：，占總重量的0.099，3分鐘排出的能量為：

二者取平均值，則3分鐘內(nèi)砂箱模具排出熱量：

鑄造用鐵模覆砂蜂窩式排氣砂箱，一模砂箱澆注8件鑄件產(chǎn)品，使用鋼水約68公斤，3分鐘內(nèi)砂箱排出熱量：4.717×10⁵J。則每件鑄件排出熱量為0.590×10⁵J。

使用本砂箱制作的產(chǎn)品，經(jīng)取樣進(jìn)行ONH分析儀測定結(jié)果如下表：