鋁青銅復合鑄造閥板的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于鑄造技術領域，尤其涉及一種覆砂殼型鋁青銅復合鑄造閥板的制備方法。
【背景技術】
[0002]覆膜砂適合用于生產復雜精密，要求較高的各種鑄件，如汽車發動機缸體等，覆膜砂可有效消除鑄造過程中的變形，熱裂等各種鑄造缺陷，并且制備的鑄件表面更加光潔，尺寸更加準確，可縮短生產周期，節約金屬原料，降低生產成本，且生產過程中易采用自動化，減少人工的使用，覆膜砂工藝尤其適合各種中小型鑄件的大批量生產制造。
[0003]殼型鑄造是利用覆膜砂工藝而衍生的一種新型的鑄造工藝，具體而言是使用酚醛樹脂覆膜砂，而非普通砂型，在180-280度的模板上形成合適厚度的薄殼，通常情況下，薄殼的厚度為6-12_，之后將薄殼進行加溫固化，使薄殼達到所需要的剛度和強度，然后利用薄殼構成造型腔，進而生產各種鑄件。殼型鑄造工藝效果優異，鑄造的鑄件輪廓清晰，表面光潔，尺寸精確，后續大大減少了機械加工的工作量。
[0004]隨時鑄件構造要求的提高，復合鑄造件應用日益廣泛，即采用兩種或兩種以上的金屬進行鑄造形成鑄件的工藝，這種復合鑄造工藝能夠制備更為復雜的鑄件，綜合多種金屬的特性，形成性能更加優異的鑄件。銅鐵閥板在鑄造時，是采用鋁青銅銅套或鋁青銅銅套，將銅套嵌入球鐵基體的閥板中而成。在生產過程中，鑄造時可采用加工后嵌入方式或澆注融合嵌入的方式；加工后嵌入方式受加工精度影響，松緊程度不一，加工成本較高；澆注融合嵌入對工藝過程要求較高，其中澆注方式和熔合溫度的控制都要十分精確。這種復合鑄造件也可采用傳統的粘土砂濕型鑄造方法制備，但由于該方法采用了水平分型澆注，導致復合鑄件中的銅套在型腔內固定困難，容易偏位，鑄件容易產生氣孔缺陷，成品合格率低，只有達到70 %左右，難以滿足規模化生產的要求。
[0005]中國發明專利申請201310355164.1 (公布日2013.11.20)披露了一種鐵型覆砂筒體鑄造活塞環的方法，其工藝步驟包括:模具制造、造型、下芯、合箱、澆注、開箱、鑄件清理和機加工；所述造型為鐵型覆砂造型；所述鐵型覆砂的覆砂層厚度為6-8_ ;澆注的溫度為1380-1400°C;所述澆注的時間為23-28s ;所述澆注可不需要冒口。本發明生產出來的活塞環滿足性能要求，具有鑄件的尺寸精度高，加工余量小，鑄件出品率高，生產效率高等優點。但該專利申請并未披露有關復合鑄件的具體工藝體系。
[0006]中國發明專利申請201410411068.9 (公布日2014.11.5)披露了一種鐵型覆砂鑄造球墨鑄鐵鉸耳的鑄造工藝，，該工藝通過設計與鉸耳形狀完全一致的母模與鐵型，然后通過射砂機制作出帶有6-8_覆砂層的上、下覆砂的鐵型型腔，最后根據配料單將制成的合格鐵水澆注到合箱后的腔型中，待澆注完成后，開箱得到鑄造鉸耳零件。該鐵型覆砂鑄造工藝較傳統鍛鋼材質的鉸耳，生產成本可降低35%，節約了大量時間和人力、設備等成本，同時有效提高了生產效率與鑄造質量，降低鑄件廢品率，而且該工藝簡單易行，市場前景廣闊，經濟效益顯著，適合絕大多數企業使用。但該專利申請并未披露有關復合鑄件的具體工藝體系。
[0007]中國發明專利申請201410544297.8 (公布日2015.1.21)披露了一種鐵模覆砂鑄造工藝，，屬于鑄造技術領域；所要解決的技術問題是提供一種鑄件尺寸精度高，表面光潔度高且變形量較小的鐵模覆砂鑄造工藝；采用的技術方案為:通過控制鐵水的澆注溫度為14500C -1600°C，澆注時間小于60秒以及一些其他的工藝條件來減小鑄件的應力變形，采用本發明的工藝過程制造的橋殼鑄件，表面光潔度，尺寸精度高，變形量小。

【發明內容】

[0008]在下文中給出關于本發明的簡要概述，以便提供關于本發明的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關于本發明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發明的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本發明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。
[0009]本發明提供一種鋁青銅復合鑄造閥板的制備方法，其制備方法由如下步驟組成:
[0010]步驟一，取覆膜砂射入閥板模腔，保溫使得覆膜砂固化成型，起模，得覆膜砂殼型；
[0011]步驟二，將銅套固定在覆膜砂殼型的內芯上，之后合型并垂直夾緊，形成澆注型腔；所述銅套的組分為鋁青銅，所述鋁青銅的組分具體為:鋁5.5-10.2%，鐵0.45-0.50 %，錳 1.5-1.8 %，硅 0.05-0.09 %，鋅 0.56-0.87 %，錫 0.03-0.08 %，鎳0.31-0.45%，鉛 0.01-0.02%，余量為銅；
[0012]步驟三，取鐵液，之后將鐵液澆注到澆注型腔中，得鑄件；
[0013]步驟四，取鑄件，冷卻，拋丸精整，即得鋁青銅復合鑄造閥板的制備方法。
[0014]與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果:本發明的復合鑄造閥板中，銅熔點為1084°C，沸點為2567°C ;鐵銅的熔點差500°C左右，因此精確控制鐵水澆注的溫度具有至關重要的意義；為了保證復合鑄造閥板的質量，確保銅套在鑄件中的精確位置也是鑄造成功關鍵之所在。本發明的方法制作的復合鑄件精密度高，銅套定位精準；同時本發明采用了垂直澆注，縮短澆注時間，實現精確控制金屬液的溫度差，有效解決銅套在型腔中固定困難，澆注過程中銅套易易偏位和鑄件易產生氣孔缺陷的技術問題；采用本發明的制備工藝，復合鑄件的合格率可到96%以上，本發明的工藝解決了現有技術中長期困擾批量化生產的技術難題。
【具體實施方式】
[0015]下面來說明本發明的實施例。在本發明的一種實施方式中描述的元素和特征可以與一個或更多個其它實施方式中示出的元素和特征相結合。應當注意，為了清楚的目的，說明中省略了與本發明無關的、本領域普通技術人員已知的部件和處理的表示和描述。
[0016]實施例1
[0017]本實施例涉及一種鋁青銅復合鑄造閥板的制備方法，所述制備方法由如下步驟組成:
[0018]步驟一，取覆膜砂射入閥板模腔，保溫使得覆膜砂固化成型，起模，得覆膜砂殼型；所述射入采用的是射砂機，射砂機的壓力控制為0.7Mpa ;射砂機的溫度控制為205°C ;射砂機射砂的次數為4次，每次射砂的間隔時間為4秒；射入閥板模腔之前，對閥板模腔進行加熱至溫度為175°C ;所述保溫具體為:保持溫度為186°C，時間為15秒；所述閥板模腔設置有與銅套配合的內芯；
[0019]步驟二，將銅套固定在覆膜砂殼型的內芯上，之后合型并垂直夾緊，形成澆注型腔；所述銅套的組分為鋁青銅，所述鋁青銅的組分具體為:鋁5.5-10.2%，鐵0.45-0.50 %，錳 1.5-1.8 %，硅 0.05-0.09 %，鋅 0.56-0.87 %，錫 0.03-0.08 %，鎳0.31-0.45%，鉛 0.01-0.02%，余量為銅；
[0020]步驟三，取鐵液，之后將鐵液澆注到澆注型腔中，得鑄件；所述鐵液的溫度為1450°C ;所述澆注具體為:放置澆口杯進行澆注，采用垂直澆注方式，澆包距離澆口杯的高度為9cm;所述澆注的時間為10秒；以質量百分數計，所述鐵液中，碳彡3.2%，硅彡1.8%，錳彡0.3% ；
[0021]步驟四，取鑄件，冷卻，拋丸精整，即得覆砂殼型復合鑄造閥板。
[0022]本實施例的效果為:本實施例制備的覆砂殼型復合鑄造閥板合格率達到96%，由于控制了鐵液的問題，采用垂直澆注，控制澆注時間，使得鑄件中銅套位置精確，鑄件中氣孔缺陷被克服，使得鑄件能夠批量化生產，解決了現有技術中長期困擾批量化生產的技術難題。
[0023]實施例2
[0024]本實施例涉及一種鋁青銅復合鑄造閥板的制備方法，所述制備方法由如下步驟組成:
[0025]步驟一，取覆膜砂射入閥板模腔，保溫使得覆膜砂固化成型，起模，得覆膜砂殼型；所述射入采用的是射砂機，射砂機的壓力控制為1.0Mpa ;射砂機的溫度控制為225°C ;射砂機射砂的次數為4次，每次射砂的間隔時間為5秒；射入閥板模腔之前，對閥板模腔進行加熱至溫度為185°C ;所述保溫具體為:保持溫度為195°C，時間為25秒；所述閥板模腔設置有與銅套配合的內芯；
[0026]步驟二，將銅套固定在覆膜砂殼型的內芯上，之后合型并垂直夾緊，形成澆注型腔；所述銅套的組分為鋁青銅，所述鋁青銅的組分具體為:鋁5.5-10.2%，鐵0.45-0.50 %，錳 1.5-1.8 %，硅 0.05-0.09 %，鋅 0.56-0.87 %，錫 0.03-0.08 %，鎳0.31-0.45%，鉛 0.01-0.02%，余量為銅；
[0027]步驟三，取鐵液，之后將鐵液澆注到澆注型腔中，得鑄件；所述鐵液的溫度為15000C ;所述澆注具體為:放置澆口杯進行澆注，采用垂直澆注方式，澆包距離澆口杯的高度為12cm;所述澆注的時間為50秒；以質量百分數計，所述鐵液中，碳< 3.2%，硅(1.8%，錳彡 0.3% ；
[0028]步驟四，取鑄件，冷卻，拋丸精整，即得覆砂殼型復合鑄造閥板。
[0029]本實施例的效果為:本實施例制備的覆砂殼型復合鑄造閥板合格率達到97%，由于控制了鐵液的問題，采用垂直澆注，控制澆注時間，使得鑄件中