[发明专利]高性能篦子粘土砂整体铸造方法

说明书

技术领域：

本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种采用粘土砂整体铸造高性能篦子的方法。

技术背景：

高性能篦子对材质要求和尺寸要求非常严格。根据国际标准EN1433：2002的相关规定，被试压体上标有F900压力等级的，必须依照高等级进行试压，符合此等级的篦子，称为高性能篦子。对这类篦子的生产，国外传统的生产工艺，德国和西班牙等国外公司是采用树脂砂生产线造型，先生产出铸件毛坯，再通过加工中心进行加工，使篦子的外轮廓尺寸、卡口和安装尺寸达到技术要求。国外的篦子模具，全部采用铝模具、铝型板、分上箱和下箱、定位销定位，每生产一型都要在模具上喷脱模剂，以便容易起箱，从而保证造型成品率。国内传统生产工艺与国外类似，如，专利申请号为96115047.5的专利公告了一种“轻质高强排水篦子及其制备方法”，其工艺是采用环氧树脂进行铸造生产，铸造材料主要成分为E-5环氧树脂、固化剂、二氧化硅粉、苯二甲酸二丁脂、脂肪胺、R-环氧丙氧基三甲氧基硅烷、防老剂4010组成，并按以下工艺进行：(1)将称量好的E-51环氧树脂倒入大桶中，然后依次放入称量好的苯二甲酸二丁酯、脂肪胺、r-环氧丙氧基三甲氧基硅烷、防老剂4010在大桶中进行顺时针方向的充分搅拌，直到不出现气泡为止，温度保持为室温；(2)在室温状态下，将称量好的二氧化硅粉(50～200目)填料倒入搅拌好的混合溶液中进行顺时针方向的充分搅拌，直到填料完全溶入环氧树脂混合溶液中，不出现气泡方为合格，形成环氧胶泥状；(3)在室温状态下，将称量好的固化剂T31固化剂倒入环氧胶泥中，进行顺时针方向的充分搅拌，搅拌时间为五分钟左右；(4)、在搅拌环氧胶泥的同时，要将钢筋网固定在产品的模具中，要找正位置，正负偏差为1mm；(5)将搅拌好的环氧胶泥倒入产品模具中，边倒入边震捣，浇注完毕后，用小平铲将其表面抹平压实为止；(6)将浇注好的产品放入养护间，摆放整齐有序并静养2小时，然后养护间开始升温每隔1小时升温10℃，直至80℃为止，最后恒温护养24小时，达到产品脱模；(7)产品脱模后，进行整修，经检查合格后产品包装，最后进入成品库保管。

国内外生产高性能篦子生产工艺存在的缺点是：1.生产成本高，树脂的价格约12000元/吨，固化剂的价格约3200元/吨，并且树脂砂使用以后还要进行再生处理，处理费用约120元/吨，总的造型费约1100元/吨铸件。2.树脂砂在灼烧过程中会产生大量的二氧化碳等废气，对人体和自然环境产生很大的危害。3成品率低，仅为85％左右。4.没有将篦子的安装槽和卡口一次生产完成，即必须通过机械加工来完成安装槽和卡口，工艺复杂。

同时与国内外现有工艺配套的模具还存在下列缺点：1.必须采用树脂砂生产线进行造型，装备投资非常大，一般树脂砂生产线需要投资1000～1800万元/套。2.树脂砂造型线所配的模具费用较高，一般5～8万元/套。3.模具的使用寿命短，一般约3万件/套。

发明内容：

为了解决国内外现有篦子生产成本高、具有二次污染、成品率低、工艺复杂、投资大、模具使用寿命短等问题，本发明提出了一种高性能篦子粘土砂整体铸造方法，即采用普通粘土砂造型铸造高性能篦子的方法，其具体方案如下：

以普通粘土砂为主要造型材料，通过加入膨润土、煤粉和水配制成造型砂，具体按重量比例如下：

新、旧粘土砂∶膨润土∶煤粉∶水＝1∶0.05-0.06∶0.03-0.05∶0.03-0.04

按上述配方，其具体工艺过程和特征如下：

1、型砂混制：

①称取粘土砂，其中旧粘土砂约占总砂重量的95％，新粘土砂约占总砂重量的5％；称取总砂重量的5-6％膨润土、3-5％的煤粉和3-4％的水。

②先加粘土砂、膨润土、煤粉，干混3-5分钟，再加入水混制5-7分钟。

③型砂混好后运到造型区指定地点。

2、造型：

①造型。根据高性能篦子的结构特点，采用顶模机造型。顶模机设砂箱、砂箱内采有铜质造型模具；造型前先用滚筒筛将面砂筛分，将面砂加入砂箱仔细捣实，再加入背砂紧实后起箱。

②砂型摆放。为了便于现场管理和安全生产，将所有的砂型排列整齐，逐一用型砂将砂型之间的空隙填实，等待浇注。

③压箱浇注。用废篦子放到铸型上表面，再加压箱铁，压箱重量是铸件重量的4-5倍；然后浇注，浇注完毕后待篦子铸件完全冷却后再扒出铸件。

3、抛丸清理：

①篦子抛丸时必须竖立吊挂、抛丸时间6-8分钟，直到抛光至表面没有粘砂为止，抛砂后规则摆放。