技术领域
[0001] 本
发明属于精密铸造技术领域，特别涉及一种DISA垂直湿型砂造型线B096气缸模具及其铸造工艺。
背景技术
[0002] 目前，气缸为
空调压缩机的主要配套部件之一，其性能在很大程度上决定了空调压缩机的整机性能
质量，B096气缸又是空调压缩机的三大主要关键铸件之一。
[0003] B096气缸铸件为一实心部件，材质为HT200，最大壁厚为38mm左右；原工艺为垂直造型线湿型砂，平放加工面进入
铁水或顶注进入铁水生产方式，但因吸气孔处容易出现
缩孔、缩松和砂渣眼居高不下，严重制约了铸件的大批量生产。
发明内容
[0004] 本发明的目的是克服
现有技术中不足，提供一种DISA垂直湿型砂造型线B096气缸模具及其铸造工艺，解决了铸件缩孔、缩松和减重孔多肉、粘砂等问题，使铸件成品率、工艺出品率大大提高；工人操作简单易行，满足了大批量生产需求。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
[0006] 一种DISA垂直湿型砂造型线B096气缸模具，包括正
压板、
反压板、防撞柱、
定位销套，所述
正压板和反压板上均设有
浇口杯，反压板浇口杯底部连通横浇道，横浇道末端设有横浇道冒口，正压板和反压板上均设有若干补缩冒口，补缩冒口下部设有竖浇道，正压板和反压板竖浇道两侧均设有模仁型腔，正压板竖浇道两端设有浇口，浇口与正压板模仁型腔水平连通，正压板模仁型腔顶部设有排气片，排气片连通排气道，正压板和反压板四
角均设有防撞柱，正压板和反压板四角均设有定位销套，正压板通过定位销套精确定位在造型机
背板上，反压板通过定位销套精确定位在造型机背板上。
[0007] 优选的，所述浇口杯底部设有浇口杯冒口，铁水进入浇口杯预冷发生收缩，浇口杯冒口的设置保证浇口杯的铁水的充型量。
[0008] 优选的，所述正压板和反压板上均设有定位
块，使得正压板和反压板
挤压型砂时精确的定位。
[0009] 优选的，所述模仁型腔竖向等距离布置，满足单个模仁型腔充型时间一致，适用于批量生产。
[0010] 优选的，所述竖浇道两侧的模仁型腔对称布置，相邻对称布置的模仁型腔充型完成一致，排气释放一致，保证浇筑后
工件的成品一致。
[0011] 优选的，所述模仁型腔的非加工面一侧设有浇口，浇道采取先横后竖的方式，便于模仁型腔及时的充型，减少加工面的缩孔或缩松。
[0012] 进一步，一种DISA垂直湿型砂造型线B096气缸的铸造工艺如下：包括造型工序、熔炼工序、孕育工序、浇注工序、落砂工序、机械性能检测、一次抛丸、外协打磨、二次抛丸、检验
包装、入库；
[0013] 1)造型工序，所述造型工序采用湿型砂垂直线无箱造型，所述湿型砂垂直线无箱造型采用造型模板为整
体模板；
[0014] 造型要求：射砂压
力0.22-0.25MPa，挤压压力0.8-1MPa，选择操作3A；
[0015] 型砂性能要求：砂型厚度大于205mm，砂型硬度85-90以B型硬度计，含水率3.2-3.8％，紧实率30-38％，湿压强度0.16-0.22Mpa，透气性80-150％，挥发分1.5-2.5％，抗剪强度0.03-0.05Mpa，旧砂回砂含水率1.5-2.2％，砂温＜50℃，灼烧减量2.8-4.0％，颗粒细度指数55-65AFS，有效
膨润土7.5-9％，含泥量10-12.5％；
[0016] 2)熔炼工序，所述熔炼工序，装料至电炉内，按照重量百分比，
炉料组成成份包括：铁屑0-20％，废
钢30-60％，返材20-70％，启动炉内冷料，用300-500千瓦小功率，使
生料逐渐变红至明亮，保温后进行正常
熔化；铁液
温度升至1400-1450℃，取样分析C、Si、Mn、S、P、Sn、Cr、Ni等主要元素含量，加入
合金融化完成后，用集渣器聚渣，出炉温度1500-1530℃，出汤量1000±20Kg；
[0017] 3)孕育工序，所述孕育工序，根据对B096气缸铸件的力学性能要求添加孕育剂，炉前孕育剂4.4±0.1Kg，孕育剂粒度3-10mm，随流孕育孕育剂4.0g/s；
[0018] 4)浇注工序，所述浇注工序，引流要稳、准，之后加大流量快速充型，充型时间6-7秒；
[0019] 5)落砂工序，脱箱落砂，去除产品浇冒口，脱箱温度≤400℃；
[0020] 6)机械性能检测，检测HT200
抗拉强度和硬度；
[0021] 7)一次抛丸，覆带抛丸机；
[0023] 9)二次抛丸，摇摆式抛丸机；
[0024] 10)检验包装、入库，检验有没有
冷隔、披缝、错箱、砂孔、渣孔，成品入库。
[0025] 进一步，步骤1)造型工序中，砂处理：按照重量百分比，旧砂93-98％，新砂0-5％，膨润土0.7-1.5％，
煤粉0.2-0.5％，通过混砂机混砂120-160秒。
[0026] 进一步，步骤2)熔炼工序中C、Si、Mn、S等主要元素含量，调整S、Mn时先增S后增Mn，硫铁完全吸收后再加入锰铁，硫铁和锰铁严禁同时加入；调整C、Si值时先增C后增Si；C元素以炉前热分析为准，其余元素以
光谱为准，随炉料加入增
碳剂应分批加入，加入
硅铁完全吸收，最终值C：3.35-3.42％，Si：2.05-2.3％，Mn：0.7-0.85％，S：0.06-0.09％，P：0.09-0.11％，Sn:0.035-0.045％，Cr+Mo+Ni+Ti≤0.12％。
[0027] 本发明与现有技术相比较有益效果表现在：
[0028] 采用湿型砂垂直线无箱造型，一型放置N多偶数件，模仁型腔竖向等距离布置，竖浇道两侧的模仁型腔对称布置，相邻对称布置的模仁型腔充型完成一致，排气释放一致，模仁型腔的非加工面一侧设有浇口，浇注系统采用正反板薄片搭接，浇道采取先横后竖的方式最大限度的减小铁水压力头，减缓铁水流速以加强避渣效果，便于模仁型腔及时的充型，解决了铸件缩孔、缩松和减重孔多肉、粘砂等问题，使铸件成品率、工艺出品率大大提高；自动化程度高，工人操作简单易行，满足了大批量生产需求。
附图说明
[0029] 附图1是本发明一种DISA垂直湿型砂造型线气缸模具中正压板俯视图；
[0030] 附图2是本发明一种DISA垂直湿型砂造型线气缸模具中正压板右视图；
[0031] 附图3是本发明一种DISA垂直湿型砂造型线气缸模具中反压板俯视图；
[0032] 附图4是本发明一种DISA垂直湿型砂造型线气缸模具中反压板右视图；
[0033] 图中：11、正压板；12、反压板；13、浇口杯；14、浇口杯冒口；15、横浇道；151、横浇道冒口；16、补缩冒口；17、竖浇道；18、浇口；19、模仁型腔；20、排气片；21、排气道；22、防撞柱；23、定位销套；24、定位块。
具体实施方式
[0034] 为方便本技术领域人员的理解，下面结合附图1-4，对本发明的技术方案进一步具体说明。
[0035] 如图1-4所示，
[0036] 一种DISA垂直湿型砂造型线B096气缸模具，包括正压板11、反压板12、防撞柱22、定位销套23，所述正压板11和反压板12上均设有浇口杯13，反压板12浇口杯13底部连通横浇道15，横浇道15末端设有横浇道冒口151，正压板11和反压板12上均设有若干补缩冒口16，补缩冒口16下部设有竖浇道17，正压板11和反压板12竖浇道两侧均设有模仁型腔19，正压板11竖浇道17两端设有浇口18，浇口18与正压板11模仁型腔19水平连通，正压板11模仁型腔19顶部设有排气片20，排气片20连通排气道21，正压板11和反压板12四角均设有防撞柱22，正压板11和反压板12四角均设有定位销套23，正压板11通过定位销套23精确定位在造型机背板上，反压板12通过定位销套23精确定位在造型机背板上。
[0037] 所述浇口杯13底部设有浇口杯冒口14，铁水进入浇口杯预冷发生收缩，浇口杯冒口的设置保证浇口杯的铁水的充型量。
[0038] 所述正压板11和反压板12上均设有定位块24，使得正压板和反压板挤压型砂时精确的定位。
[0039] 所述模仁型腔19竖向等距离布置，满足单个模仁型腔充型时间一致，适用于批量生产。
[0040] 所述竖浇道17两侧的模仁型腔19对称布置，相邻对称布置的模仁型腔充型完成一致，排气释放一致，保证浇筑后工件的成品一致。
[0041] 所述模仁型腔19的非加工面一侧设有浇口18，浇道采取先横后竖的方式，便于模仁型腔及时的充型，减少加工面的缩孔或缩松。
[0043] 一种DISA垂直湿型砂造型线B096气缸的铸造工艺如下：包括造型工序、熔炼工序、孕育工序、浇注工序、落砂工序、机械性能检测、一次抛丸、外协打磨、二次抛丸、检验包装、入库；
[0044] 1)造型工序，所述造型工序采用湿型砂垂直线无箱造型，所述湿型砂垂直线无箱造型采用造型模板为整体模板；
[0045] 造型要求：射砂压力0.22MPa，挤压压力0.9MPa，选择操作3A；
[0046] 型砂性能要求：砂型厚度210mm，砂型硬度85以B型硬度计，含水率3.3％，紧实率35％，湿压强度0.18Mpa，透气性90％，挥发分1.5％，抗剪强度0.03Mpa，旧砂回砂含水率
1.5％砂温40℃，灼烧减量3.0％，颗粒细度指数58AFS，有效膨润土7.5％，含泥量10％；
[0047] 2)熔炼工序，所述熔炼工序，装料至电炉内，按照重量百分比，炉料组成成份包括：铁屑10％，废钢50％，返材40％，具体返材为浇道和冒口，启动炉内冷料，用300-500千瓦小功率，使生料逐渐变红至明亮，保温后进行正常熔化；铁液温度升至1400℃，取样分析C、Si、Mn、S、P、Sn、Cr、Ni等主要元素含量，加入合金融化完成后，用集渣器聚渣，出炉温度1500℃，出汤量1000Kg；
[0048] 3)孕育工序，所述孕育工序，根据对B096气缸铸件的力学性能要求添加孕育剂，炉前孕育剂4.4Kg，孕育剂粒度3-10mm，随流孕育孕育剂4.0g/s；
[0049] 4)浇注工序，所述浇注工序，引流要稳、准，之后加大流量快速充型，充型时间6秒；
[0050] 5)落砂工序，脱箱落砂，去除产品浇冒口，脱箱温度350℃；
[0051] 6)机械性能检测，检测HT200抗拉强度和硬度；
[0052] 7)一次抛丸，覆带抛丸机；
[0053] 8)外协打磨，除尘砂轮机；
[0054] 9)二次抛丸，摇摆式抛丸机；
[0055] 10)检验包装、入库。
[0056] 进一步，步骤1)造型工序中，砂处理：按照重量百分比，旧砂95％，新砂3％，膨润土1.5％，
煤粉0.5％，通过混砂机混砂150秒。
[0057] 进一步，步骤2)熔炼工序中C、Si、Mn、S等主要元素含量，调整S、Mn时先增S后增Mn，硫铁完全吸收后再加入锰铁，硫铁和锰铁严禁同时加入；调整C、Si值时先增C后增Si；C元素以炉前热分析为准，其余元素以光谱为准，随炉料加入增碳剂应分批加入，加入硅铁完全吸收，最终值C：3.38％，Si：2.15％，Mn：0.7％，S：0.07％，P：0.09％，Sn:0.035％，Cr+Mo+Ni+Ti≤0.12％。
[0058] 实施例2：
[0059] 一种DISA垂直湿型砂造型线B096气缸的铸造工艺如下：包括造型工序、熔炼工序、孕育工序、浇注工序、落砂工序、机械性能检测、一次抛丸、外协打磨、二次抛丸、检验包装、入库；
[0060] 1)造型工序，所述造型工序采用湿型砂垂直线无箱造型，所述湿型砂垂直线无箱造型采用造型模板为整体模板；
[0061] 造型要求：射砂压力0.24MPa，挤压压力0.85MPa，选择操作3A；
[0062] 型砂性能要求：砂型厚度210mm，砂型硬度85以B型硬度计，含水率3.4％，紧实率35％，湿压强度0.18Mpa，透气性100％，挥发分2.0％，抗剪强度0.03Mpa，旧砂回砂含水率
1.8％砂温35℃，灼烧减量2.8％，颗粒细度指数60AFS，有效膨润土7.8％，含泥量12％；
[0063] 2)熔炼工序，所述熔炼工序，装料至电炉内，按照重量百分比，炉料组成成份包括：铁屑15％，废钢50％，返材35％，启动炉内冷料，用300-500千瓦小功率，使生料逐渐变红至明亮，保温后进行正常熔化；铁液温度升至1450℃，取样分析C、Si、Mn、S、P、Sn、Cr、Ni等主要元素含量，加入合金融化完成后，用集渣器聚渣，出炉温度1500℃，出汤量1000Kg；
[0064] 3)孕育工序，所述孕育工序，根据对B096气缸铸件的力学性能要求添加孕育剂，炉前孕育剂4.4Kg，孕育剂粒度3-10mm，随流孕育孕育剂4.0g/s；
[0065] 4)浇注工序，所述浇注工序，引流要稳、准，之后加大流量快速充型，充型时间6秒；
[0066] 5)落砂工序，脱箱落砂，去除产品浇冒口，脱箱温度350℃；
[0067] 6)机械性能检测，检测HT200抗拉强度和硬度；
[0068] 7)一次抛丸，覆带抛丸机；
[0069] 8)外协打磨，除尘砂轮机；
[0070] 9)二次抛丸，摇摆式抛丸机；
[0071] 10)检验包装、入库，检验有没有冷隔、披缝、错箱、砂孔、渣孔，成品入库。
[0072] 进一步，步骤1)造型工序中，砂处理：按照重量百分比，旧砂97％，新砂1％，膨润土1.5％，煤粉0.5％，通过混砂机混砂135秒。
[0073] 进一步，步骤2)熔炼工序中C、Si、Mn、S等主要元素含量，调整S、Mn时先增S后增Mn，硫铁完全吸收后再加入锰铁，硫铁和锰铁严禁同时加入；调整C、Si值时先增C后增Si；C元素以炉前热分析为准，其余元素以光谱为准，随炉料加入增碳剂应分批加入，加入硅铁完全吸收，最终值C：3.42％，Si：2.05％，Mn：0.85％，S：0.08％，P：0.11％，Sn:0.035％，Cr+Mo+Ni+Ti≤0.12％。
[0074] 实施例3：
[0075] 一种DISA垂直湿型砂造型线B096气缸的铸造工艺如下：包括造型工序、熔炼工序、孕育工序、浇注工序、落砂工序、机械性能检测、一次抛丸、外协打磨、二次抛丸、检验包装、入库；
[0076] 1)造型工序，所述造型工序采用湿型砂垂直线无箱造型，所述湿型砂垂直线无箱造型采用造型模板为整体模板；
[0077] 造型要求：射砂压力0.25MPa，挤压压力1MPa，选择操作3A；
[0078] 型砂性能要求：砂型厚度215mm，砂型硬度90以B型硬度计，含水率3.2％，紧实率38％，湿压强度0.22Mpa，透气性120％，挥发分1.5％，抗剪强度0.04Mpa，旧砂回砂含水率
2.2％砂温40℃，灼烧减量3.0％，颗粒细度指数65AFS，有效膨润土7.5％，含泥量10％；
[0079] 2)熔炼工序，所述熔炼工序，装料至电炉内，按照重量百分比，炉料组成成份包括：铁屑0％，废钢30％，返材70％，启动炉内冷料，用300-500千瓦小功率，使生料逐渐变红至明亮，保温后进行正常熔化；铁液温度升至1450℃，取样分析C、Si、Mn、S、P、Sn、Cr、Ni等主要元素含量，加入合金融化完成后，用集渣器聚渣，出炉温度1500℃，出汤量1000Kg；
[0080] 3)孕育工序，所述孕育工序，根据对B096气缸铸件的力学性能要求添加孕育剂，炉前孕育剂4.4Kg，孕育剂粒度3-10mm，随流孕育孕育剂4.0g/s；
[0081] 4)浇注工序，所述浇注工序，引流要稳、准，之后加大流量快速充型，充型时间6秒；
[0082] 5)落砂工序，脱箱落砂，去除产品浇冒口，脱箱温度≤380℃；
[0083] 6)机械性能检测，检测HT200抗拉强度和硬度；
[0084] 7)一次抛丸，覆带抛丸机；
[0085] 8)外协打磨，除尘砂轮机；
[0086] 9)二次抛丸，摇摆式抛丸机；
[0087] 10)检验包装、入库，检验有没有冷隔、披缝、错箱、砂孔、渣孔，成品入库。
[0088] 进一步，步骤1)造型工序中，砂处理：按照重量百分比，旧砂95％，新砂3.5％，膨润土1.0％，煤粉0.5％，通过混砂机混砂140秒。
[0089] 进一步，步骤2)熔炼工序中C、Si、Mn、S等主要元素含量，调整S、Mn时先增S后增Mn，硫铁完全吸收后再加入锰铁，硫铁和锰铁严禁同时加入；调整C、Si值时先增C后增Si；C元素以炉前热分析为准，其余元素以光谱为准，随炉料加入增碳剂应分批加入，加入硅铁完全吸收，最终值C：3.40％，Si：2.2％，Mn：0.8％，S：0.06％，P：0.09％，Sn:0.045％，Cr+Mo+Ni+Ti≤0.12％。
[0090] 实施例4：
[0091] 一种DISA垂直湿型砂造型线B096气缸的铸造工艺如下：包括造型工序、熔炼工序、孕育工序、浇注工序、落砂工序、机械性能检测、一次抛丸、外协打磨、二次抛丸、检验包装、入库；
[0092] 1)造型工序，所述造型工序采用湿型砂垂直线无箱造型，所述湿型砂垂直线无箱造型采用造型模板为整体模板；
[0093] 造型要求：射砂压力0.24MPa，挤压压力0.9MPa，选择操作3A；
[0094] 型砂性能要求：砂型厚度215mm，砂型硬度85以B型硬度计，含水率3.2％，紧实率35％，湿压强度0.18Mpa，透气性130％，挥发分1.5％，抗剪强度0.05Mpa，旧砂回砂含水率
2.0％砂温30℃，灼烧减量3.5％，颗粒细度指数57AFS，有效膨润土9％，含泥量12.5％；
[0095] 2)熔炼工序，所述熔炼工序，装料至电炉内，按照重量百分比，炉料组成成份包括：铁屑15％，废钢45％，返材40％，启动炉内冷料，用300-500千瓦小功率，使生料逐渐变红至明亮，保温后进行正常熔化；铁液温度升至1450℃，取样分析C、Si、Mn、S、P、Sn、Cr、Ni等主要元素含量，加入合金融化完成后，用集渣器聚渣，出炉温度1500℃，出汤量1000Kg；
[0096] 3)孕育工序，所述孕育工序，根据对B096气缸铸件的力学性能要求添加孕育剂，炉前孕育剂4.4Kg，孕育剂粒度3-10mm，随流孕育孕育剂4.0g/s；
[0097] 4)浇注工序，所述浇注工序，引流要稳、准，之后加大流量快速充型，充型时间6-7秒；
[0098] 5)落砂工序，脱箱落砂，去除产品浇冒口，脱箱温度≤400℃；
[0099] 6)机械性能检测，检测HT200抗拉强度和硬度；
[0100] 7)一次抛丸，覆带抛丸机；
[0101] 8)外协打磨，除尘砂轮机；
[0102] 9)二次抛丸，摇摆式抛丸机；
[0103] 10)检验包装、入库，检验有没有冷隔、披缝、错箱、砂孔、渣孔，成品入库。
[0104] 进一步，步骤1)造型工序中，砂处理：按照重量百分比，旧砂94％，新砂4％，膨润土1.5％，煤粉0.5％，通过混砂机混砂150秒。
[0105] 进一步，步骤2)熔炼工序中C、Si、Mn、S等主要元素含量，调整S、Mn时先增S后增Mn，硫铁完全吸收后再加入锰铁，硫铁和锰铁严禁同时加入；调整C、Si值时先增C后增Si；C元素以炉前热分析为准，其余元素以光谱为准，随炉料加入增碳剂应分批加入，加入硅铁完全吸收，最终值C：3.35％，Si：2.3％，Mn：0.85％，S：0.06％，P：0.09％，Sn:0.035％，Cr+Mo+Ni+Ti≤0.12％。
[0106] 测试例：
[0107] 通过实施例1、2、3、4的铸造工艺中，分别进行随机取出100件气缸铸件，进行400次金相组织检测、外观质检、力学测试，并记录数据，算出平均值如下表格。
[0108]
[0109]
[0110] 以上数据表明：本发明的模具结构以及工艺解决了铸件缩孔、缩松和减重孔多肉、粘砂等问题，使铸件成品率、工艺出品率大大提高，满足了大批量生产需求；力学性能优良，大大延长了铸件的使用寿命。
[0111] 以上内容仅仅是对本发明的结构所作的举例和说明，所属
本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的
修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本
权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
