本發(fā)明涉及鑄造技術(shù)領(lǐng)域，具體地講涉及一種注塑機類模板鑄件的鑄造系統(tǒng)及利用其的鑄造方法。

背景技術(shù)：

注塑機上的模板，即定板和動板是其最為關(guān)鍵的組成部件，由于其尺寸大，重量重，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，一般采用鑄造工藝進行制造；比如針對gx550機型的塑機的定板、動板，其鑄件產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如附圖1-2所示：該鑄件整體為平板型結(jié)構(gòu)，其上設(shè)計多個通孔和凸筋等，且該鑄件壁厚相差懸殊，內(nèi)外腔筋板結(jié)構(gòu)構(gòu)成厚壁處容易產(chǎn)生縮孔、縮松等鑄造缺陷；而且，如果澆注系統(tǒng)設(shè)計的不合理，也容易導(dǎo)致澆注過程鐵水澆注不平穩(wěn)、產(chǎn)生鐵水紊流而產(chǎn)生的夾渣類鑄造缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種不容易產(chǎn)生縮孔、縮松等鑄造缺陷，鐵水澆注平穩(wěn)、不產(chǎn)生鐵水紊流的注塑機類模板鑄件的鑄造系統(tǒng)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種注塑機類模板鑄件的鑄造系統(tǒng)，包括澆注系統(tǒng)，塑機類模板鑄件型腔；所述的澆注系統(tǒng)包括直澆道、與直澆道連通的橫澆道，與橫澆道連通的內(nèi)澆道；所述的橫澆道包括第一橫澆道、第二橫澆道和第三橫澆道，所述的第一橫澆道的一端與直澆道連接，第一橫澆道的另一端與第二橫澆道連接、第二橫澆道與第一橫澆道相互垂直且連接口處于第二橫澆道的中部；所述的第三橫澆道為兩根，分別連接于第二橫澆道的兩端，且與第二橫澆道相互垂直；所述的第三橫澆道的兩端分別連通有一根內(nèi)澆道，所述的內(nèi)澆道與直澆道相互平行、且所述的內(nèi)澆道與塑機類模板鑄件型腔連通；所述的第一橫澆道、第二橫澆道和第三橫澆道位于同一澆注平面內(nèi)，所述的橫澆道和內(nèi)澆道位于塑機類模板鑄件型腔的下方。

采用上述鑄造系統(tǒng)的設(shè)置，高溫鐵液從直澆道進入到第一橫澆道，然后通過第二橫澆道一分為二成兩路分別流入兩根第三橫澆道內(nèi)，然后再通過第三橫澆道的兩端進入到內(nèi)澆道中，最后流入到塑機類模板鑄件型腔內(nèi)；該過程高溫鐵液流動平穩(wěn)、不會產(chǎn)生鐵水紊流，有效保證了鑄件的質(zhì)量；而且本發(fā)明通過第一橫澆道、第二橫澆道和第三橫澆道位于同一澆注平面內(nèi)，所述的橫澆道和內(nèi)澆道位于塑機類模板鑄件型腔的下方的設(shè)置方式，鐵水為從下到上的方式鑄件充滿塑機類模板鑄件型腔內(nèi)部，可以保證鐵液的充型密實和完整，減少鐵液紊流缺陷，獲得的鑄件縮孔、縮松缺陷也大大降低。

作為優(yōu)選，所述的塑機類模板鑄件型腔的上表面和下表明上均布有若干冷鐵，且所述的冷鐵為石墨冷鐵；采用該結(jié)構(gòu)，由于激冷材料的使用能夠吸收熱特強，大大減少鑄件內(nèi)部缺陷；而采用石墨材料制備的冷鐵，具有比重輕、耐火度高、導(dǎo)熱系數(shù)大等優(yōu)點，并且能有效地解決鑄鐵件因使用鑄鐵冷鐵不當(dāng)而產(chǎn)生的白口、氣孔等鑄造缺陷。

作為優(yōu)選，所述的直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道的內(nèi)徑相等，且所述的內(nèi)澆道的長度小于直澆道或橫澆道的長度；采用該結(jié)構(gòu)，可以保證鐵液流通平穩(wěn)、不產(chǎn)生紊流，還能夠快速對塑機類模板鑄件型腔進行充型，鑄件缺陷少。

作為優(yōu)選，所述的第一橫澆道與第二橫澆道垂直并連接于第二橫澆道的中部，所述的第二橫澆道分別與兩根第三橫澆道垂直并連接于兩根第三橫澆道的中部；所述的第一橫澆道、第二橫澆道和第三橫澆道均由陶瓷管制成；采用上述結(jié)構(gòu)可以保證鐵液分布均勻的進入到塑機類模板鑄件型腔內(nèi)，鐵液平穩(wěn)充型完整；采用陶瓷管是由于此產(chǎn)品尺寸較大較厚，橫澆道與砂箱內(nèi)徑或鑄件不宜太近，因此在此鑄件上打破老工藝采用新型拼接陶瓷構(gòu)成的澆道，可防止鐵液沖擊力較大，避免澆道抬進或沖砂。

作為優(yōu)選，所述的塑機類模板鑄件型腔的上表面上設(shè)置有多個出氣口；該結(jié)構(gòu)保證鐵液內(nèi)盡量不夾雜氣體，減少鑄件鑄造缺陷。

本發(fā)明還提供一種利用注塑機類模板鑄件的鑄造系統(tǒng)進行鑄件鑄造的方法，該方法的制備步驟包括：

(1)配置原料：原料包括下述重量百分比的物質(zhì)：生鐵40％～50％，廢鋼20％～30％，回爐料30％～40％，sb0.002％～0.004％；

(2)沖天爐、電爐雙聯(lián)熔煉：將生鐵、廢鋼、回爐料依次加入到?jīng)_天爐中熔煉得到鐵水，鐵水進入電爐；

(3)取樣分析和調(diào)配成分：待電爐內(nèi)鐵水升溫到1440℃～1460℃后，取鐵水做樣品化學(xué)光譜分析，并根據(jù)分析結(jié)果對鐵水成分進行調(diào)配，直至鐵水成分符合要求；

(4)出鐵、球化處理：先將稀土鎂球化劑和sb分別放置在球化包底部橫檔的兩側(cè)，并用廢鋼片包覆稀土鎂球化劑表面，將鐵水往放置有sb一側(cè)的球化包中倒入，進行球化處理；

(5)除渣：待球化處理結(jié)束后，向球化包內(nèi)添加除渣劑，用扒渣耙攪拌后進行扒渣；

(6)孕育處理：待扒渣完成后，向球化包內(nèi)倒入一次孕育劑進行孕育，同時對鐵水進行攪拌，促進孕育劑的熔化；

(7)澆注：將鐵水澆注到鑄造系統(tǒng)中，并且在澆注時隨鐵水流加入隨流孕育劑進行隨流孕育，鐵水進入到塑機類模板鑄件型腔內(nèi)冷凝獲得鑄件。

本發(fā)明步驟(4)中的稀土鎂球化劑的粒度為10mm～15mm，稀土鎂球化劑的加入量為鐵水總重量的1.2％～1.4％，所述的稀土鎂球化劑的成分包括下述重量百分比的物質(zhì)：mg5.55％～6.15％，re(稀土)0.85％～1.15％，si44％～48％，ca0.8％～1.2％，al0.4％～1.0％，其余為鐵。

本發(fā)明步驟(4)中用于包覆稀土鎂球化劑的廢鋼片的加入量為鐵水總重量的0.8％～1.2％；sb的加入量為鐵水總重量的0.002％～0.004％。

本發(fā)明步驟(6)一次孕育劑采用的是粒度為3mm～8mm的硅鋇孕育劑，一次孕育劑的加入量為鐵水總重量的0.4％～0.5％，一次孕育劑包括下述重量百分比的物質(zhì)：si71％～73％，al≤1.2％，s≤0.02％，ca0.7％～1.3％，ba1.6％～2.4％，其余為鐵；隨流孕育劑采用的是粒度為0.2mm～0.8mm的硅鋇孕育劑，隨流孕育劑的加入量為0.2％～0.3％，隨流孕育劑包括下述重量百分比的物質(zhì)：si71％～73％，al≤1.2％，s≤0.02％，ca0.7％～1.3％，ba1.6％～2.4％，其余為鐵；澆注溫度1330℃～1340℃；步驟(7)需要在步驟(4)完成后的10分鐘內(nèi)完成。

本發(fā)明所述的鑄件生產(chǎn)其的鐵水(即澆注到型腔中的鐵水的化學(xué)成分)的成分為：c3.3％～3.7％，si2.0％～2.7％，mn≤0.4％，p≤0.05％，s≤0.012％，mg0.03％～0.05％，re(稀土)0.08％～0.15％，sb0.002％～0.004％，其余為鐵。

本發(fā)明上述步驟(3)直至鐵水成分符合要求，所述的符合要求是指鑄件生產(chǎn)其的鐵水(即澆注到型腔中的鐵水的化學(xué)成分)的成分中除了sb之外，其它成分均符合上述生產(chǎn)鑄件的鐵水的成分的要求。

本發(fā)明上述限定的其它如球化劑、廢鋼片、孕育劑等等添加量為鐵水總量的百分比，均是以上述的鑄件生產(chǎn)其的鐵水的成分構(gòu)成的鐵水為標(biāo)準的。

附圖說明

圖1本發(fā)明注塑機類模板鑄件(或型腔)結(jié)構(gòu)示意圖(正面)。

圖2本發(fā)明注塑機類模板鑄件(或型腔)結(jié)構(gòu)示意圖(反面)。

圖3本發(fā)明注塑機類模板鑄件鑄造系統(tǒng)的澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4本發(fā)明注塑機類模板鑄件鑄造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖(正面)。

圖5本發(fā)明注塑機類模板鑄件鑄造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖(反面)。

圖6本發(fā)明注塑機類模板鑄件型腔布置冷鐵的結(jié)構(gòu)示意圖(正面)。

圖7本發(fā)明注塑機類模板鑄件型腔布置冷鐵的結(jié)構(gòu)示意圖(反面)。

圖8本發(fā)明鑄塊金相組織腐蝕前的示意圖。

圖9本發(fā)明鑄塊金相組織腐蝕后的示意圖。

具體實施方式

下面通過具體實施例結(jié)合附圖進一步描述本發(fā)明，但本發(fā)明不僅僅局限于以下實施例。

本發(fā)明鑄件產(chǎn)品壁厚相差懸殊，內(nèi)外腔筋板結(jié)構(gòu)構(gòu)成厚壁處容易產(chǎn)生縮孔、縮松，合理控制收縮率及分型負數(shù)，熱節(jié)處需用激冷方式。由于此產(chǎn)品鑄件為平板型結(jié)構(gòu)，采用平做平澆，合理設(shè)計澆注系統(tǒng)和激冷措施，消除熱節(jié)處，采用分散內(nèi)澆口平穩(wěn)澆注，并要求合理設(shè)計澆注系統(tǒng)的各大小比例關(guān)系。此鑄件在工藝設(shè)計，熔煉澆注過程中，利用三維模型，結(jié)合magma仿真模擬等。結(jié)合型內(nèi)合金化技術(shù)，并在鑄孔重要部位預(yù)埋石墨冷鐵強制冷卻方式，增加、細化石墨球的同時并充分利用石墨自膨脹滿足了厚斷面處的鑄孔孔質(zhì)量要求。

具體的如下所述：如附圖3-5所示，本發(fā)明的一種注塑機類模板鑄件的鑄造系統(tǒng)，包括澆注系統(tǒng)1，塑機類模板鑄件型腔2(即根據(jù)鑄件的形狀采用砂型制作出來的用于填充鐵液制備最終澆注鑄件的型腔)；所述的澆注系統(tǒng)包括直澆道3、與直澆道連通的橫澆道4，與橫澆道連通的內(nèi)澆道5；所述的橫澆道包括第一橫澆道4.1、第二橫澆道4.2和第三橫澆道4.3，所述的第一橫澆道的一端與直澆道連接，第一橫澆道的另一端與第二橫澆道連接、第二橫澆道與第一橫澆道相互垂直且連接口處于第二橫澆道的中部；所述的第三橫澆道為兩根，分別連接于第二橫澆道的兩端，且與第二橫澆道相互垂直；所述的第三橫澆道的兩端分別連通有一根內(nèi)澆道，所述的內(nèi)澆道與直澆道相互平行、且所述的內(nèi)澆道與塑機類模板鑄件型腔連通；所述的第一橫澆道、第二橫澆道和第三橫澆道位于同一澆注平面內(nèi)(平放時處于同一水平面)，所述的橫澆道和內(nèi)澆道位于塑機類模板鑄件型腔的下方。

采用上述鑄造系統(tǒng)的設(shè)置，高溫鐵液從直澆道進入到第一橫澆道，然后通過第二橫澆道一分為二成兩路分別流入兩根第三橫澆道內(nèi)，然后再通過第三橫澆道的兩端進入到內(nèi)澆道中，最后流入到塑機類模板鑄件型腔內(nèi)；該過程高溫鐵液流動平穩(wěn)、不會產(chǎn)生鐵水紊流，有效保證了鑄件的質(zhì)量；而且本發(fā)明通過第一橫澆道、第二橫澆道和第三橫澆道位于同一澆注平面內(nèi)，所述的橫澆道和內(nèi)澆道位于塑機類模板鑄件型腔的下方的設(shè)置方式，鐵水為從下到上的方式充滿塑機類模板鑄件型腔內(nèi)部，可以保證鐵液的充型密實和完整，減少鐵液紊流現(xiàn)象，獲得的鑄件縮孔、縮松缺陷也大大降低。

如附圖6-7所示：所述的塑機類模板鑄件型腔的上表面和下表明上均布有若干冷鐵6，且所述的冷鐵為石墨冷鐵；采用該結(jié)構(gòu)，由于激冷材料的使用能夠吸收熱特強，大大減少鑄件內(nèi)部缺陷；而采用石墨材料制備的冷鐵，具有比重輕、耐火度高、導(dǎo)熱系數(shù)大等優(yōu)點，并且能有效地解決鑄鐵件因使用鑄鐵冷鐵不當(dāng)而產(chǎn)生的白口、氣孔等鑄造缺陷；石墨材料還可以隨客戶的產(chǎn)品形狀或表面平方大小來加工成形制作。冷鐵之所以采用石墨材質(zhì)，是因為石墨材料具有耐磨、耐溫、耐壓、抗腐蝕、抗蠕變、無油自潤滑等性能；且石墨塊膨脹系數(shù)小,密封性好，操作性能方便，質(zhì)量小等優(yōu)勢；還可以隨客戶的產(chǎn)品形狀或表面平方大小來加工成形制作。

如附圖3所示：所述的直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道的內(nèi)徑相等，且所述的內(nèi)澆道的長度小于直澆道或橫澆道的長度；采用該結(jié)構(gòu)，可以保證鐵液流通平穩(wěn)、不產(chǎn)生紊流，還能夠快速對塑機類模板鑄件型腔進行充型，密實度高，鑄件缺陷少。

如附圖3-5所示：所述的第一橫澆道與第二橫澆道垂直并連接于第二橫澆道的中部，所述的第二橫澆道分別與兩根第三橫澆道垂直并連接于兩根第三橫澆道的中部；所述的第一橫澆道、第二橫澆道和第三橫澆道均由陶瓷管制成；采用上述結(jié)構(gòu)可以保證鐵液分布均勻的進入到塑機類模板鑄件型腔內(nèi)，鐵液平穩(wěn)充型完整；采用陶瓷管是由于此產(chǎn)品尺寸較大較厚，橫澆道與砂箱內(nèi)徑或鑄件不宜太近，因此在此鑄件上打破老工藝采用新型拼接陶瓷構(gòu)成的澆道，可防止鐵液沖擊力較大，避免澆道抬進或沖砂。

如附圖4所示：所述的塑機類模板鑄件型腔的上表面上設(shè)置有多個出氣口7；該結(jié)構(gòu)保證鐵液內(nèi)盡量不夾雜氣體，減少鑄件鑄造缺陷。

砂型的強度：

1)由于此產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為平板型結(jié)構(gòu)，高度不高，砂箱空間砂型較大，起?；蚍鋾r易開裂。因此在放砂時，砂箱內(nèi)合理放置或插入生鐵骨頭加強芯骨，保證砂型有一定的強度。制芯時采用φ25螺紋鋼作起吊，確保泥芯不變形及起吊安全。2)為確保產(chǎn)品的外形質(zhì)量，整體的砂型綜合強度達到預(yù)期效果，在模具型板上安裝了震動器。采用人工搗實和機器震動相結(jié)合的方案。

本發(fā)明上述提到的陶瓷管有5種均適用于本發(fā)明，具體為：陽平頭接磚、陰平頭接磚、直角彎管、中徑管，三通管等等。

本發(fā)明注塑機類模板鑄件的鑄造實施例：

本發(fā)明該鑄件的大致規(guī)格為鑄件單重4300kg、鑄件澆注重量為5000kg、整體外形輪廓尺寸為1690mm×1630mm×高480mm，鑄件材料為ne-gjs-400-18u。

該注塑機類模板鑄件中各組分含量的重量百分比是c3.68％，si2.1％，mn0.1％，p0.031％，s0.011％，mg0.045％，re0.14％，sb0.003％，其余為鐵。

該注塑機類模板鑄件的制造方法是：

(1)配置原料，原料包括下述重量百分比的物質(zhì)：生鐵50％、廢鋼20％、回爐料30％；

(2)沖天爐電爐雙聯(lián)熔煉，將生鐵、廢鋼、回爐料依次加入到?jīng)_天爐中熔煉，鐵水進入電爐，其中回爐料采用的是廢的球墨鑄鐵、開箱后從鑄件清理的球墨鑄鐵的澆注系統(tǒng)、冒口，廢鋼采用的是普通的碳素非合金鋼；

(3)取樣分析和調(diào)配成分，待電爐內(nèi)鐵水升溫到1450℃后，再取鐵水做樣品化學(xué)光譜分析，并根據(jù)分析結(jié)果對鐵水成分進行調(diào)配，直至鐵水成分符合要求；

(4)出鐵、球化處理，先將稀土鎂球化劑和sb分別放置在球化包底部橫檔的兩側(cè)，并用廢鋼片包覆稀土鎂球化劑表面，廢鋼片采用的是普通的碳素非合金鋼，將鐵水往放置有sb一側(cè)的球化包中倒入，其中所采用的稀土鎂球化劑的粒度為10mm～15mm，稀土鎂球化劑的加入量為1.2％，稀土鎂球化劑包括下述重量百分比的物質(zhì)mg5.55％～6.15％，re0.85％～1.15％，si44％～48％，ca0.8％～1.2％，al0.4％～1.0％，其余為鐵，而用于包覆稀土鎂球化劑的廢鋼片的加入量為1％，sb的加入量為0.0033％；

(5)除渣，向球化包內(nèi)添加除渣劑，用扒渣耙攪拌后進行扒渣；

(6)孕育處理，待扒渣完成后，向球化包內(nèi)加入一次孕育劑進行孕育，同時對鐵水進行攪拌，促進倒包孕育劑的熔化，一次孕育劑采用的是粒度為3mm～8mm的硅鋇孕育劑，加入量為鐵水總重量的0.4％，一次孕育劑包括下述重量百分比的物質(zhì)：si71％～73％，al≤1.2％，s≤0.02％，ca0.7％～1.3％，ba1.6％～2.4％，其余為鐵；

(7)澆注，將1332℃鐵水澆注到鑄型中，并且在澆注時隨鐵水流加入隨流孕育劑進行隨流孕育，隨流孕育劑采用的是粒度為0.2mm～0.8mm的硅鋇孕育劑，隨流孕育劑的加入量為0.3％，隨流孕育劑包括下述重量百分比的物質(zhì)si71％～73％，al≤1.2％，s≤0.02％，ca0.7％～1.3％，ba1.6％～2.4％，其余為鐵；

本實施例中的稀土鎂球化劑的加入量、用于包覆稀土鎂球化劑的廢鋼片的加入量、sb的加入量、一次孕育劑的加入量以及隨流孕育劑的加入量所表達的意思均是指它們各自占有整個球化包內(nèi)鐵水的重量百分比。

根據(jù)gb/t228.1-2010和gb/t231.1-2009標(biāo)準，本實施例澆注完成得到鑄件，進行性能測試：70mm×105mm×180mm附鑄試塊性能見表1、表2。

表1試塊力學(xué)性能

表2試塊金相組織

從上述測定結(jié)果可知本發(fā)明的鑄件強度高，從試塊金相組織可以清楚獲知本發(fā)明的石墨類型和基體組成，且本發(fā)明的產(chǎn)品無鑄造缺陷。