機器人底座鑄件的鑄造方法技術

機器人底座鑄件的鑄造方法，其步驟包括混砂、造型、制芯、組芯、下芯、合型、爐料熔煉、出鐵球化孕育處理、澆注、冷卻、開箱、鑄件清理及產品質量檢驗。制芯、組芯及下芯步驟采用把３個砂芯串連固定，型外組裝后整體吊入型腔工藝。爐料熔煉步驟包括配置爐料和熔煉，爐料成分質量百分比為：生鐵３５～４５％、回爐鐵３５～４５％、廢鋼１０～３０％；中頻感應電爐熔煉；出爐球化孕育處理包括球化處理和硅鋇一次孕育處理。本發明專利技術生產出的機器人底座鑄件產品抗拉強度≥５００ＭＰａ，屈服強度≥３２０ＭＰａ，伸長率≥７％，硬度１７０～２３０ＨＢＳ；鑄件產品金相組織的球化率≥８０％，石墨大小為４～６級，珠光體４０～６０％，鑄件無碳化物。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及鑄造領域，特別涉及一種。
技術介紹
機器人產品廣泛運用于現代制造業，其中，20136型機器人底座是系列配套件中生 產難度最大的鑄件。鑄件產品的材料牌號為QT500-7，產品的機械性能指標為抗拉強度 彡500MPa，屈服強度彡320MPa，伸長率彡7%，鑄件硬度要求為170 230HBS ；產品的金相 組織要求球化率> 80%，石墨大小4 6級，珠光體40 60%，鑄件不允許有碳化物存 在，鑄件產品的尺寸精度要求比較高。因此如何滿足上述技術要求，成了鑄造機器人底座鑄 件產品的關鍵。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種，以使生產出的機器人底座 產品能夠滿足上述技術要求。為達到上述目的，本專利技術采用的技術方案是，其步驟包括混沙、造型、制芯、組芯、下芯、合型、爐料 熔煉、出鐵球化孕育處理、澆注、冷卻、開箱、鑄件清理及產品質量檢驗；其中，所述的制芯、 組芯及下芯步驟中，把預先制好的3個砂芯用多組芯的鑄造工藝形成一個大砂芯；所述的 爐料熔煉步驟包括，爐料的成分質量百分比生鐵35% 45%、回爐鐵35 45%、廢鋼 10% 30% ；熔煉采用中頻感應電爐進行鐵液熔煉，熔煉溫度為1480 1560°C ；所述的出 爐球化孕育處理工序包括球化處理和硅鋇一次孕育處理兩個步驟；所述的澆注工序中，澆 注溫度控制在1380 1450°C。本專利技術所述的制芯工序中，在對應鑄件上部厚大部位放明冒口的位置，在泥芯中 放置一塊外冷鐵，冷鐵形狀與鑄件內腔相吻合，其作用是加速冒口根底部鑄件部分的冷卻 速度，防止該厚大部位產生縮松缺陷。本專利技術鑄件產品形狀比較復雜，鑄件的主體部分由3個砂芯垂直組裝形成，由于 鑄件尺寸精度要求比較高，如何保證3個砂芯之間的相對位置是技術關鍵。由于型腔與砂 芯之間以及砂芯與砂芯之間均存在間隙，3個砂芯按照順序分別下入型腔時，這些間隙會累 加起來，會造成累積誤差，致使鑄件產品的尺寸精度達不到技術要求。本專利技術解決的辦法是把3個砂芯改進為一個大砂芯，即把3個砂芯用組芯的鑄造 工藝形成一個大砂芯，在型腔外進行組芯時，芯子內部的相對位置就容易控制，從而保證了 鑄件產品的尺寸精度。本專利技術在合型前在下型(對應直澆道位置)放置泡沫陶瓷過濾片，其作用是(1) 在鐵液澆注時，把鐵液中的雜質過濾掉，以免雜質進入型腔而產生夾渣缺陷；(2)減緩鐵液 的流動速度，避免鐵液沖擊力過大而造成沖砂鑄造缺陷。本專利技術所述的爐料熔煉步驟包括配置爐料和熔煉鐵液兩個部分。爐料配置質量百分比為生鐵35 45%、回爐鐵35 45%、廢鋼10 30% ；熔煉采用中頻感應電爐進行 鐵液熔煉，熔煉溫度為1480 1560°C。所述的出鐵球化孕育處理工序包括出鐵球化處理和硅鋇一次孕育處理兩個步驟。 其中所述球化處理步驟加入的球化劑總量為熔煉出鐵量的1. 0 2. 4%，球化劑的化學成 分質量百分比為Mg 5. 0 7. 0%、RE 1. 0 3. 0%, Si 38 48%、Ca 1. 0 3. 0%以及Fe余量。所述球化劑的粒度為4 25mm。所述的硅鋇一次孕育處理所用的硅鋇孕育劑的加入量為熔煉出鐵量的0. 50 1.2%，硅鋇孕育劑的化學成分質量百分比為Si 60 70%、CaO. 8 2.2%、Al 1. 0 2.0%,Ba 1. 5 6. 0% 以及 Fe 余量。所述的硅鋇孕育劑的粒度為5 25mm。所述的澆注工序中，鐵液經過球化及孕育處理后，要保證鐵液的澆注溫度在 1380 1450 。鑄件產品的化學成分質量百分比為C 3.4 3.7%、Si 2. 4 2. 8%、Mn 0. 30 0. 60%, P 彡 0. 07%, S 彡 0. 03%, RE 0. 01 0. 04%, Mg 0. 03 0. 06%、余 Fe 和不可避免雜質。本專利技術的有益效果是采用本專利技術所述的鑄造方法后，生產出的機器人底座鑄件產品的抗拉強度 彡500MPa，屈服輕度彡320MPa，伸長率彡7%，鑄件產品硬度達到170 230HBS ；產品的金 相組織中，球化率> 80%，石墨大小4 6級，球光體40 60%，鑄件產品沒有碳化物。鑄 件產品的尺寸精度符合技術要求。附圖說明圖1為本專利技術一實施例鑄型的示意圖。圖2為圖1的俯視圖。具體實施例方式實施例1參見圖1、圖2，以20136型為例，包括如下步驟(1)混砂造型，制芯機器人底座鑄件采用自動混砂機混制呋喃樹脂自硬砂后進行造型和制造3個砂 芯。在制造3個砂芯時，在每個砂芯中預先埋下芯棒，以便最后把3個砂芯1、2、3組合固定 起來。另外在1#砂芯1上預埋外冷鐵；造型及制芯后起模、修型、上涂料及進行表面烘干。(2)組芯、下芯及合型把3個砂芯1、2、3通過預埋的芯棒串連組合固定起來，形成一個大砂芯，并用卡板 測量大砂芯的相關尺寸，大砂芯的尺寸合格后整體吊入下鑄型200的型腔內，最后吊蓋上 鑄型100，用螺栓緊箱后等待澆注。(3)爐料熔煉先配置爐料，爐料的組成質量百分比為生鐵40%，回爐鐵40%、廢鋼20% ；然后把配置好的爐料投入中頻感應電爐進行鐵液熔煉，熔煉溫度為1540°C，靜置保溫5 10分 鐘，讓鐵液中的雜質充分漂浮上來，用聚渣劑聚集后扒出爐外，不讓這些雜質帶到處理的鐵 液中。(4)出鐵球化孕育處理包括出鐵球化處理和硅鋇孕育處理兩個步驟，其中球化處理采用沖入法球化處理 工藝，球化劑粒度為4 25mm，球化劑加入量為1. 60%，鐵液出爐溫度為1520°C，第一次出 鐵量為總出鐵量的2/3，球化劑與鐵液的反應作用時間為60 90秒，待反應作用結束后扒 凈鐵液面上的浮渣，加入0. 60%的硅鋇孕育劑并進行攪拌，再后補加剩余的1/3鐵液，再次 扒凈鐵液表面的浮渣，最后在鐵液面上加入保溫覆蓋劑去進行澆注。其中加入的球化劑的 化學成分質量百分比為Mg 6. 05%, RE 2. 10%, Si 43%, Ca 2. 10%及Fe余量。硅鋇孕育劑的化學成分質量百分比為Si 64%, Ca 1.65%, Al 1.40%, Ba 4. 15%及Fe余量。鑄件產品的最終化學成分質量百分比為C 3. 55%, Si 2. 65%, Mn 0. 40%,P 0. 04%, S 0. 025%, RE 0. 02%,Mg 0.05%及 Fe 余量。(5)澆注鐵液的澆注溫度為1395°C。鐵液澆入澆口杯后徑直澆道4到過濾室5，鐵液在此 室中經泡沫陶瓷過濾片51過濾，除去鐵液中的雜質，接著鐵液同時進入第一橫澆道6及第 二橫澆道7，在此二橫澆道中，鐵液中的雜質再一次被擋住，再后鐵液同時進入第二直澆道 8及第三直澆道9，最后鐵液從相對應的第一內澆道10及第二內澆道11進入型腔12完成 整個澆注過程。澆注過程中，需要注意的是，鐵液澆注到明冒口 13中的鐵液面達到1/3高 度時應馬上停止澆注，再從明冒口 13澆入剩余的2/3鐵液，以提高冒口中鐵液的溫度，來提 高冒口的補縮能力。6)冷卻開箱7)鑄件清理8)質量檢驗檢驗不合格的產品淘汰作廢，合格的進入鑄件毛坯合格品倉庫。產品牌號為QT500-7，機械性能檢測結果抗拉強度> 500MPa，屈服輕度> 320MPa，伸長率> 7%，鑄件產品硬度達到170 230HBS 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
機器人底座鑄件的鑄造方法，其步驟包括混沙、造型、制芯、組芯、下芯、合型、爐料熔煉、出鐵球化孕育處理、澆注、冷卻、開箱、鑄件清理及產品質量檢驗；其特征是：所述的制芯、組芯及下芯步驟中，把預先制好的３個砂芯用多組芯的鑄造工藝形成一個大砂芯；所述的爐料熔煉步驟包括，爐料的成分質量百分比：生鐵３５％～４５％、回爐鐵３５～４５％、廢鋼１０％～３０％；熔煉采用中頻感應電爐進行鐵液熔煉，熔煉溫度為１４８０～１５６０℃；所述的出爐球化孕育處理工序包括球化處理和硅鋇一次孕育處理兩個步驟；所述的澆注工序中，澆注溫度控制在１３８０～１４５０℃。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐清，蔡中強，李安全，畢永成，張宗來，
申請(專利權)人：上海華新合金有限公司，
類型：發明
國別省市：31[中國|上海]