[发明专利]一种挖掘机斗齿的复合铸造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及金属铸造领域，尤其是挖掘机斗齿的真空熔模钢丸激冷振动复合铸造工艺。

背景技术

目前，我国的冶金、矿山、建筑和电力等行业生产中，装载机、挖掘机的使用量不断增加，且大量使用国外进口设备。斗齿是装载机、挖掘机主要的损耗件之一，在作业过程中直接与砂、土、岩石、矿物等接触，工况条件恶劣，磨损严重，消耗量很大; 开发斗齿生产新工艺，减少磨损而造成的损失，实现国产化，具有重要的经济意义。由于斗齿的特殊结构，决定了斗齿的生产不适合用砂型铸造。用消失模铸造工艺来生产低合金钢铸件，和普通的水玻璃砂型铸件相比，在铸件的表面粗糙度和尺寸精度，以及消除某些铸造缺陷方面，有其优越性。但也存在着铸件增碳、夹渣等新问题，引起铸件质量的下降。

发明内容

本发明的目的是提出了一种挖掘机斗齿的复合铸造工艺，解决了传统工艺生产斗齿时带来的一系列问题，明显改善了斗齿的性能。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是采用模具设计与制造→制作蜡模→涂面层涂料+撒砂+硬化剂→涂挂背层涂料+撒砂+硬化剂→蒸气脱蜡、烘干脱水→放入激冷箱、充填钢丸→放入负压箱、覆膜、安浇口杯、抽真空→熔炼→浇注→拆箱、清理→热处理→精整入库的工艺流程。

 上述复合铸造工艺采用水玻璃制壳工艺，埋钢丸在负压下箱内浇注，具体如下：

(1) 压蜡在0.4 ～ 0.6 MPa 的压力下压制蜡模，模具于冷水中冷却，蜡凝固后开模取出蜡模；将蜡模组树，焊接浇注系统，一组二件；

(2) 制壳涂面层石英粉涂料，并撒200～220 目粒度的石英砂，再置于结晶AlCl₃溶液中硬化；背层采用高铝粉涂料+ 撒砂+ 硬化剂( 循环4 次) ，制得型壳；

(3) 脱蜡将型壳放入热水中进行脱蜡，然后将制好的型壳放入300 ℃左右的炉中烘干1 h 左右；

(4) 埋箱将型壳放入砂箱中，充填钢丸，钢丸的粒径为φ2.5 mm 左右；

( 5) 装箱将做好的激冷箱放入负压箱，填砂，盖上上层薄膜，安上浇口杯。

上述复合工艺中浇注工艺是按照配比进行配料熔炼，出炉温度为1680℃，浇注温度为1 560～1 620 ℃，抽真空至0.45 MPa，并采用钢丸激冷+振动浇注工艺，细化晶粒。

上述复合工艺中斗齿的热处理为升温至650℃保温1 h，再升温至1050 ℃保温3～4 h，出炉水淬；回火温度为150～200℃，保温3 h，出炉空冷。

本发明的有益效果是明显改善了斗齿的性能，提高了斗齿的硬度、韧度和抗拉强度。

附图说明

图1 复合浇注工艺原理图；

图中 1．振动台，2．砂箱，3．干砂，4．钢丸，5．薄膜，6．熔模型壳，7．石

棉布，8．激冷箱，9．抽气口，10．振动电机，11．橡胶弹簧。

具体实施方式

生产卡特345斗齿采用熔模铸造+真空浇注+钢丸激冷振动复合生产工艺。生产工艺流程如下：模具设计与制造→制作蜡模→涂面层涂料+撒砂+硬化剂→涂挂背层涂料+撒砂+ 硬化剂→蒸气脱蜡、烘干脱水→放入激冷箱、充填钢丸→放入负压箱，覆膜，安浇口杯，抽真空→熔炼→浇注→拆箱、清理→热处理→精整入库。

采用真空熔模钢丸激冷振动复合铸造工艺，工艺原理见图1。

1 制壳工艺

采用水玻璃制壳工艺，埋钢丸在负压下箱内浇注，具体如下：

(1) 压蜡在0.4～0.6 MPa 的压力下压制蜡模，模具于冷水中冷却，蜡凝固后开模取出蜡模；将蜡模组树，焊接浇注系统，一组二件；

(2) 制壳涂面层石英粉涂料，并撒200～220 目粒度的石英砂，再置于结晶AlCl₃溶液中硬化；背层采用高铝粉涂料+撒砂+硬化剂( 循环4 次) ，制得型壳；

(3) 脱蜡将型壳放入热水中进行脱蜡，然后将制好的型壳放入300 ℃左右的炉中烘干1 h 左右；

(4) 埋箱将型壳放入砂箱中，充填钢丸，钢丸的粒径为φ2.5 mm 左右；

( 5) 装箱将做好的激冷箱放入负压箱，填砂，盖上上层薄膜，安上浇口杯。

2 浇注工艺

按照配比进行配料熔炼，出炉温度为1680℃，浇注温度为1560～1 620℃，抽真空至0.45 MPa，并采用钢丸激冷+振动浇注工艺，细化晶粒。

3 热处理