本發(fā)明涉及一種鑄鐵件的鑄造工藝方法，具體涉及一種應(yīng)用稀土改性水玻璃砂的軌道衡計(jì)量砝碼鑄造工藝方法。

背景技術(shù)：

軌道衡計(jì)量砝碼是一種在軌衡器計(jì)量檢測的標(biāo)準(zhǔn)配重部件，規(guī)格為一般為1～7噸，由于其體積重量大，對(duì)表面質(zhì)量要求高，所以給鑄造生產(chǎn)帶來了很大的技術(shù)難度?，F(xiàn)有技術(shù)中，鑄鐵件的生產(chǎn)主要是使用粘土砂制備型芯，工藝過程復(fù)雜，生產(chǎn)周期冗長，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，生產(chǎn)效率不高，特別是型芯存在強(qiáng)度低、易塌箱等工藝問題，而且經(jīng)過烘干窯烘干后還可能導(dǎo)致產(chǎn)生易酥化、易松散的致命缺陷，嚴(yán)重影響鑄鐵件的產(chǎn)品質(zhì)量。近年來，水玻璃砂制備型芯的鑄造工藝逐步在鑄鐵件的生產(chǎn)中得到比較廣泛的應(yīng)用，使鑄鐵件的鑄造質(zhì)量在一定程度上得到了改善；但是，由于所述軌道衡計(jì)量砝碼的砂芯中需要預(yù)埋鑄鐵吊梁，如圖1和圖2所示，砂芯3需預(yù)埋吊梁1，砂芯4需預(yù)埋吊梁2，為了保障生產(chǎn)中的運(yùn)移，對(duì)砂芯的濕強(qiáng)度提出了更高的要求，同時(shí)，由于產(chǎn)品在重量和規(guī)格精度、以及表面質(zhì)量等方面也提出了更為嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，因此對(duì)澆注后砂芯的潰散性也提出了更高的要求；所以，如何克服現(xiàn)有技術(shù)存在的水玻璃砂抗?jié)裥圆粔颉⑸⑿圆涣嫉膰?yán)重問題，進(jìn)一步改善鑄造生產(chǎn)工藝，已經(jīng)成為目前提高所述軌道衡計(jì)量砝碼產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中軌道衡計(jì)量砝碼生產(chǎn)中存在的問題，改進(jìn)鑄造工藝，提供一種使用稀土改性水玻璃砂生產(chǎn)軌道衡計(jì)量砝碼的鑄造工藝方法，提高所述軌道衡計(jì)量砝碼的產(chǎn)品質(zhì)量。

所述一種稀土改性水玻璃砂軌道衡計(jì)量砝碼的鑄造工藝方法，工藝流程如圖2所示，具體包括以下步驟。

步驟（1）、混制稀土改性水玻璃砂：所述稀土改性水玻璃砂是由原砂、以及向所述原砂中添加的適量水玻璃、膨潤土、稀土材料和水組成；具體混制方法是，先將原砂、膨潤土和水加入混砂碾中混制1～2分鐘，然后再加入水玻璃和稀土材料繼續(xù)混制1～2分鐘后出砂備用。

步驟（2）、制作砂型和砂芯：使用混制好的稀土改性水玻璃砂，利用手工砂箱制作砂型，手工操作制作砂芯，采用二氧化碳吹氣硬化工藝對(duì)砂型和砂芯進(jìn)行硬化處理，之后完成人工下芯操作，內(nèi)置生鐵，合箱備用。

步驟（3）、鐵水熔煉：使用堿性電弧爐熔煉，爐料以適當(dāng)比例的廢舊鑄鐵、廢鋼和冶煉用生鐵組成；熔煉過程中，以石灰造渣，添加錳鐵、硅鐵等合金爐料、以及碳化硅粉和碳粉調(diào)整鐵液成分，熔煉溫度為1350～1380℃，出鐵前氬氣攪拌，并靜置2～5分鐘。

步驟（4）、鑄件澆鑄：在1320～1350℃的溫度范圍內(nèi)出鐵，控制澆注溫度在1270～1300℃，最好控制在1290℃左右,出鐵水到1/3時(shí)，將孕育劑沖入包內(nèi)液流中，進(jìn)行孕育處理，15分鐘內(nèi)完成澆鑄過程。

步驟（5）、鑄件整理：澆注完成24小時(shí)后進(jìn)行落砂處理，隨后進(jìn)行切割冒口、電弧氣刨、一次拋丸、表面清理和探傷檢查等工序，完成產(chǎn)品的鑄造。

進(jìn)一步，所述軌道衡計(jì)量砝碼的鑄造工藝方法，步驟（1）中所述的稀土改性水玻璃砂，其按重量百分比的成份組成：以生產(chǎn)量原砂為基本組份，水玻璃占原砂的比例為2.0～3.2%，膨潤土為≦1.0%，稀土材料為0.3～0.8%，水為≦1.0%。按照上述比例混制的所述稀土改性水玻璃砂，利用了稀土材料優(yōu)異的改性功能，通過成分組成和組份比例的優(yōu)化，大幅度減低了水玻璃的使用量，使所制作砂型和砂芯的物理性能都有一定程度的提升，特別是砂型和砂芯的濕強(qiáng)度和潰散性都有明顯改善，具體可達(dá)指標(biāo)為：透氣率≧200%、濕壓強(qiáng)度1.5～3.5mpa、干拉強(qiáng)度≧0.8mpa、水分3.0～4.5%。再進(jìn)一步，步驟（1）中所述的稀土改性水玻璃砂，其按重量百分比的成份組成比例可進(jìn)一步優(yōu)化為：水玻璃占原砂的比例為2.5～2.8%，膨潤土為0.2～0.8%，稀土材料為0.5～0.6%，水為≦1.0%；所述稀土材料為稀土氧化物，可選用氧化鈰（ceo2）、氧化鑭（la2o3）、氧化釹（nd2o3）或者氧化鐿（yb2o3）中的一種，使用粒度為200～300目。

為了進(jìn)一步提高稀土改性水玻璃砂砂型和砂芯的表面強(qiáng)度，在步驟（2）中所述的對(duì)砂型和砂芯進(jìn)行二氧化碳吹氣硬化工藝對(duì)砂型和砂芯進(jìn)行硬化處理后、下芯合箱之前，針對(duì)澆鑄過程中將與鐵水接觸的砂型和砂芯的表面，增加涂刷涂料點(diǎn)燃烘干表面硬化工藝措施，以進(jìn)一步提高砂型和砂芯的表面強(qiáng)度，進(jìn)而提高鑄造鑄件的表面質(zhì)量；所述涂刷涂料點(diǎn)燃烘干表面硬化工藝方法是：先涂刷一遍鋯英粉涂料，再涂刷兩遍醇基石墨復(fù)合涂料，之后點(diǎn)燃涂料，通過涂料自燃烘干表面。

本發(fā)明熔煉鑄鐵化學(xué)成分為：碳3.0～3.2%，硅1.4～1.7%，錳0.8～1.0%，磷﹤0.15%，硫≦0.12%。在步驟（3）所述的鐵水熔煉過程中，所述合金爐料的加入量，按照所冶煉鑄鐵成分下限、包括出鐵時(shí)孕育劑重量，錳鐵按減小0.3%的含量配加，硅鐵按減小0.2%的含量配加；同時(shí)，碳粉按照每噸鐵水3.5～4.0公斤配加。

由于大型砝碼鑄件大都選用ht150型號(hào)的鑄鐵，為了保證鑄件組織成分的均勻性，在步驟（4）中所述的孕育劑的優(yōu)選加入量為所冶煉鐵水重量的0.9～1.3%，同時(shí)優(yōu)選孕育劑顆粒粒徑在3～20毫米范圍內(nèi)。

本發(fā)明的有益效果是：提供一種軌道衡計(jì)量砝碼的鑄造工藝方法，所述方法使用稀土改性水玻璃砂進(jìn)行鑄鐵件生產(chǎn)，通過對(duì)水玻璃型砂和芯砂成分組成和組份比例的優(yōu)化調(diào)整，利用稀土材料的改性功能，能夠大幅度減低水玻璃的使用量，克服了現(xiàn)有技術(shù)水玻璃砂應(yīng)用中存在的抗?jié)裥圆粡?qiáng)、潰散性不良等缺陷，同時(shí)通過進(jìn)一步改善鑄造生產(chǎn)工藝，使所述軌道衡計(jì)量砝碼產(chǎn)品的鑄造質(zhì)量有了明顯提高，滿足了現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)要求；所述方法可在大型砝碼類產(chǎn)品以及與軌道衡計(jì)量砝碼工藝特性相類似的鑄造產(chǎn)品生產(chǎn)中推廣使用。

附圖說明

圖1是軌道衡計(jì)量砝碼鑄造工藝結(jié)構(gòu)主視圖。

圖2是軌道衡計(jì)量砝碼鑄造工藝結(jié)構(gòu)俯視圖。

具體實(shí)施方式

下面以具體產(chǎn)品的生產(chǎn)為例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述。

具體實(shí)施例一，1t規(guī)格的軌道衡計(jì)量砝碼的鑄造材質(zhì)為ht150，其鑄造生產(chǎn)的具體工藝過程如下。

所述軌道衡計(jì)量砝碼的型砂和芯砂采用相同配比組成的稀土改性水玻璃砂，所述稀土改性水玻璃砂以生產(chǎn)量原砂為基本組份，按重量百分比的成份組成為：水玻璃占原砂的比例2.8%，膨潤土0.8%，稀土材料0.5%，水0.8%；其中：所述稀土材料選用粒度為200目的氧化鑭（la2o3）。按照上述成分比例混碾制備的所述稀土改性水玻璃砂，其物理性能指標(biāo)可達(dá)到：透氣率≧200%、濕壓強(qiáng)度1.8～3.2mpa、干拉強(qiáng)度≧0.8mpa、水分3.0～4.5%。

使用混制好的所述稀土改性水玻璃砂手工制作砂型和砂芯,采用二氧化碳吹氣硬化工藝對(duì)砂型和砂芯進(jìn)行硬化處理，之后再涂刷一遍鋯英粉涂料、一遍醇基石墨復(fù)合涂料，點(diǎn)燃烘干，進(jìn)一步硬化砂型和砂芯表面。

使用堿性電弧爐熔煉鐵水，爐料配比優(yōu)選為：廢舊鑄鐵：廢鋼：冶煉用生鐵=7：1：2；熔煉溫度為1350～1380℃，在1320～1350℃的溫度范圍內(nèi)出鐵，控制澆注溫度在1270～1300℃,進(jìn)行孕育處理后，完成澆鑄過程。

本實(shí)施例生產(chǎn)的1t規(guī)格軌道衡計(jì)量砝碼鑄件表面質(zhì)量完全達(dá)到生產(chǎn)質(zhì)量要求，具體指標(biāo)與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比見表1。

具體實(shí)施例二，7t規(guī)格的軌道衡計(jì)量砝碼的鑄造材質(zhì)為ht150，其鑄造生產(chǎn)的具體工藝過程如下。

所述軌道衡計(jì)量砝碼的型砂和芯砂采用相同配比組成的稀土改性水玻璃砂，所述稀土改性水玻璃砂以生產(chǎn)量原砂為基本組份，按重量百分比的成份組成為：水玻璃占原砂的比例2.6%，膨潤土0.6%，稀土材料0.6%，水0.6%；其中：所述稀土材料選用粒度為250目的氧化鐿（yb2o3）。按照上述成分比例混碾制備的所述稀土改性水玻璃砂，其物理性能指標(biāo)可達(dá)到：透氣率≧160%、濕壓強(qiáng)度1.2～3.0mpa、干拉強(qiáng)度≧0.8mpa、水分2.8～4.0%。

使用混制好的所述稀土改性水玻璃砂手工制作砂型和砂芯,采用二氧化碳吹氣硬化工藝對(duì)砂型和砂芯進(jìn)行硬化處理，之后再涂刷一遍鋯英粉涂料、一遍醇基石墨復(fù)合涂料，點(diǎn)燃烘干，進(jìn)一步硬化砂型和砂芯表面。

使用堿性電弧爐熔煉鐵水，爐料配比優(yōu)選為：廢舊鑄鐵：廢鋼：冶煉用生鐵=5：1：4；熔煉溫度為1350～1380℃，在1320～1350℃的溫度范圍內(nèi)出鐵，控制澆注溫度在1270～1300℃,進(jìn)行孕育處理后，完成澆鑄過程。

本實(shí)施例生產(chǎn)的7t規(guī)格軌道衡計(jì)量砝碼鑄件表面質(zhì)量完全達(dá)到生產(chǎn)質(zhì)量要求，具體指標(biāo)與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比見表2。