銅器件的鑄造方法

專利名稱：銅器件的鑄造方法
技術領域：
本發明涉及機械技術領域，具體涉及一種銅器件的鑄造方法。
背景技術：
砂型鑄造是一種以細砂作為主要造型材料，制作鑄型的傳統 鑄造工藝。砂型一般采用重力鑄造。原始的鑄造工藝外型尺寸精 度不高，內部型芯尺寸得不到保證，并且砂型鑄造的適應性很廣， 小件、大件，簡單件、復雜件，單件、大批量都可采用。砂型鑄 造用的外形模具，以前多用木材制作，通稱木模。采用木模作為 外型模具，木模易變形、易損壞。且木模的尺寸主要由工人制造 技術決定，其一致性和穩定性較低。

發明內容
本發明的目的是針對現有鑄造工藝的木模易變形、易損壞； 采用較為昂貴的金屬材料作為型芯；產品和型芯不易分離缺點， 提供一種銅器件的鑄造方法，該方法不僅采用金屬外型模，不易 變形和損壞；而且成本低，易于分離型芯和產品。
本發明的上述技術目的是通過以下技術手段實現的 一種銅 器件的鑄造方法，該方法包括以下步驟
A、 金屬外型模和型芯的制作由金屬胚料制作金屬外型模， 由細砂與樹脂混合后在造型芯壓制機中制出型芯；
B、 造型將型砂裝入裝有金屬外型模的砂箱中，壓實，取出 金屬外型模，形成凹陷的下砂模，在凹陷處放型芯；將金屬外型 模反面放入另一壓砂箱中后將型砂裝入砂箱內，壓實，取出金屬 外型模，形成凹陷的上砂模，在凹陷處放型芯；預留出澆鑄口；將上、下兩個砂模合模；
C、 銅加熱熔化處理、澆注將銅加熱至120(TC以上，使其 熔化為液體狀態，然后將銅液澆注到砂模中；
D、 冷卻、出箱將上述澆注銅液的模具在室溫靜止狀態 F逐 漸冷卻，將經冷卻步驟后的產品取出，去掉其流道和角料銅渣；
E、 清砂將經出箱步驟后的產品毛坯放入滾筒中，轉動滾筒， 清除表面的粘砂，打磨掉多余的飛邊。
為了等到更為光潔的產品，在....匕述銅器件的鑄造方法中，步 驟E后將清砂后的產品放入拋丸機中進行拋砂處理。所述的拋砂 處理是將嵌入產品中較深的砂子除掉，它與清砂步驟所除掉的表 面層砂不同。
為了更好適應本發明銅液在砂模中的流動，在...匕述銅器件的 鑄造方法中，步驟B中將澆鑄口預留在上砂模上方。由于本發明
采用不同于現有技術的型芯，其澆口預留在上砂模的上方可使得 澆注銅液時型芯定位牢固，銅液能夠較多流入砂模中，產品飽滿， 同時也能在銅液冷卻的時候灌注額外銅液以補償金屬液在型腔中 的液態收縮和鑄件凝固過程中的收縮，以獲得沒有縮孔的鑄件， 減少鑄件上的缺陷。
在......匕述銅器件的鑄造方法中，步驟C中所述的銅液熔化時的
溫度為1200 130(TC，澆注時銅液的溫度為1050 120(rc。溫度 過高，銅液在型砂模具中造成模具變形，同時可能損毀型芯，同 時也造成了澆注時間過長，不利于金屬液的補償；溫度過低，金 屬液在流動的過程中所受阻力較大，也可能造成砂型模具內部變 形，同時遠離澆口的地方容易提前凝固，造成銅液未填滿，這樣 可能只能完成部分澆注，造成產品的報廢。
在上述銅器件的鑄造方法中，步驟C中澆注過程在4 5秒鐘 完成。澆注時間過短則所需速度較快，容易沖擊模具內腔，造成 模具內部變形，澆注時間過短則澆注所需速度較慢，容易造成在澆注的過程中產品的部分凝固，導致產品部分殘缺，或者產品表 面出現融合線，在產品中間出現應力集中區，極大影響產品的機 械性能。
綜上所述，本發明銅器件的鑄造方法具有以下優點
1、 本發明采用了金屬作為外形模的材質，外型模的制作精度 高，對制作的人工技術要求低，所得的金屬外形模形狀的一致性 咼；
2、 本發明采用了金屬作為外形模的材質，在壓制砂型時不變 形，提高了砂型模的制造精度和速度，同時能夠反復使用多次使 用，其成本較低；
3、 本發明采用型砂和樹脂混合制作型芯，其制作精度高，可 反復使用，同時其與產品的分離容易；
4、 本發明采取了較為合理的澆注溫度，本發明的...匕述溫度特 別適合本發明采用型砂和樹脂粘合制成型芯的技術方案，其較好 地解決了產品表面的缺陷，較為理想地解決了高溫燒傷型芯和低 溫易造成產品不夠飽滿的技術矛盾；
5、 本發明采用了較為合理的澆注時間，用于銅液在本發明的 特定的型芯中澆注，較好解決了澆注速度低而造成銅液冷卻過快 和澆注速度過快造成模具變形的技術矛盾。


附圖1為本實施例的工藝流程圖
具體實施例方式
以下是本發明的具體實施例，在此結合附圖，對本發明的技術 方案作進一歩的描述，但本發明并不限于這些實施例。
如圖l所示的流程， 一種銅器件的鑄造方法，依次包括以下步驟
1、 金屬外型模的制作
根據產品的外型用加工中心制作產品金屬外型模，根據產品 的外型大小，在一副模具中可以制作出多個產品。模具的尺寸需 要在鑄件原尺寸的基礎上按收縮率加大，需要切削加工的表預留 加工余量。在制造砂型時，要考慮上下砂箱怎樣分開才能把外形 模取出，還要考慮銅水從什么地方流入，怎樣灌滿空腔以便得到 優質的鑄件。金屬外型模具分為兩面，兩面分別為產品的對稱兩 半，如果產品上有商標也一并刻在模具上。外形模上要合理布置 出流道和冒口流道是銅液注入時的通道。冒口用來排放型腔中 的氣體、收集液流前沿混有還將有夾雜物或氧化膜的金屬液、補 償金屬液在型腔中的液態收縮和鑄件凝固過程中的收縮，以獲得 沒有縮孔的鑄件，減少鑄件....h的缺陷。冒口要置于鑄件最厚部位 的上方或側面，并且它的凝固要求晚于鑄件的最厚部分。
2、 制作造型芯
根據產品的內部結構制作出產品的造型芯模具，將細砂與樹 脂混合后注入造型芯壓制機中，在造型芯壓制機上壓制出樹脂造 型芯待用。
用樹脂作為粘結劑的造型芯，采用壓制機一次性壓制成型， 芯子強度高，外形精度高，不易變形，生產周期短，能在大批量 生產中獲得廣泛應用。
3、 型砂的處理
A. 將型砂放入篩砂機中，分離出....[::次澆鑄后殘留的銅塊和其 它雜質；
B. 將型砂通過提升機，放入碾砂機中，將結塊和大顆粒的砂 碾成細砂；
C. 將碾后的細砂混合部分新的紅砂放入攪拌機中，邊攪拌邊 注入水，通過攪拌使細砂與水充分混合。通過取樣孔取出- 些攪拌后的細砂，用手抓起一把，緊捏后放開，如砂團不松散而且不
粘手，手印清楚，把它折斷時斷面平整均勻，則表示型砂的強度、 可塑性等性能較好；
D.將混合加濕后的細砂取出重新放入篩砂機，篩選F來的細 砂待用。
4、 造型
將制作完成的金屬外型模裝入砂箱中，將加工好的型砂裝入 砂箱內，上面用壓砂機壓實，將壓實后的造型模取出，反扣在平 整的地面上，取出金屬外型模，形成凹陷的下砂模，在凹陷處放 入樹脂造型芯。將金屬外型模的反面放在壓砂機上，用上述方法 制作出砂模的另外一半，...h面預留出澆鑄口，形成模具的--匕砂模。 然后將上、—F兩個砂模合模。
5、 銅加熱熔化處理
將銅放入電爐內加熱至1205攝氏度，使其熔化為液體狀態
6、 澆注
以溫度為].060。C和合適的速度，將符合要求的銅液澆入砂型
中。澆注的時候，澆勺要靠近澆口，不要太高，否則銅液會從澆
口濺出來，要使澆口保持注滿狀態，以免熔渣進入模型中，使鑄 件產生夾渣缺陷。
7、 冷卻
澆鑄后的模具在室溫靜止狀態下逐漸冷卻。
8、 出箱
將冷卻后的產品取出，去掉其流道和角料銅渣，得到理想的
9、清砂
將取出的產品毛坯放入滾筒中，轉動滾筒，清除表面的粘砂， 打磨掉多余的飛邊。然后放入拋丸機中進行拋砂處理。.....匕述工藝 流程如圖1所述。采用上述銅砂型鑄造工藝，可制作外形復雜的機件，解決了 外形復雜產品成形困難的問題。
采用上述銅砂型鑄造工藝，適應性廣小件、大件、簡單件、 復雜件、單件、大批量都可采用。
采用上述銅砂型鑄造工藝，其型芯制作簡便，不需烘干，適 合大批產品的生產。
采用匕述銅砂型鑄造工藝，外形模具采用鋁合金及樹脂制成， 使用壽命較長不易損壞。
實施例2:
在銅加熱熔化處理過程中，銅熔化時的溫度為1250°C，澆注
時的溫度為iioot:，其它工藝流程同實施例i，不再贅述。
在銅加熱熔化處理過程中，銅熔化時的溫度為1290°C，澆注 時的溫度為116(TC，其它工藝流程同實施例1，不再贅述。
本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說 明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例 做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離 本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。
權利要求
1. 一種銅器件的鑄造方法，該方法包括以下步驟A、金屬外型模和型芯的制作由金屬胚料制作金屬外型模，由細砂與樹脂混合后在造型芯壓制機中制出型芯；B、造型將型砂裝入裝有金屬外型模的砂箱中，壓實，取出金屬外型模，形成凹陷的下砂模，在凹陷處放型芯；將金屬外型模反面放入另一壓砂箱中后將型砂裝入砂箱內，壓實，取出金屬外型模，形成凹陷的上砂模，在凹陷處放型芯；預留出澆鑄口；將上、下兩個砂模合模；C、銅加熱熔化處理、澆注將銅加熱至1200℃以上，使其熔化為液體狀態，然后將銅液澆注到砂模中；D、冷卻、出箱將上述澆注銅液的模具在室溫靜止狀態下逐漸冷卻，將經冷卻步驟后的產品取出，去掉其流道和角料銅渣；E、清砂將經出箱步驟后的產品毛坯放入滾筒中，轉動滾筒，清除表面的粘砂，打磨掉多余的飛邊。
2、 根據權利要求1所述銅器件的鑄造方法，其特征在于，步 驟E后將清砂后的產品放入拋丸機中進行拋砂處理。
3、 根據權利要求1或2所述銅器件的鑄造方法，其特征在于， 歩驟B中將澆鑄口預留在....t.砂模.....h方。
4、 根據權利要求1或2所述銅器件的鑄造方法，其特征在于， 步驟C中所述的銅液熔化時的溫度為1200 130CTC,澆注時銅液 的溫度為1050 1200°C。
5、 根據權利要求1或2所述銅器件的鑄造方法，其特征在于， 歩驟E中所述的澆注時間為4 5秒鐘。
全文摘要
本發明屬于機械技術領域，涉及一種銅器件的鑄造方法。一種銅器件的鑄造方法，該方法包括以下步驟A.金屬外型模和型芯的制作由金屬坯料制作金屬外型模，由細砂與樹脂混合后在造型芯壓制機中制出型芯；B.造型制作上砂模、下砂模，預留出澆鑄口，并將上、下兩個砂模合模；C.銅加熱熔化處理、澆注將銅加熱使其熔化為液體狀態，然后將銅液澆注到砂模中；D.冷卻、出箱將澆注銅液的模具在室溫靜止狀態下逐漸冷卻、取出并去掉其流道和角料銅渣；E.清砂將經出箱步驟后的產品毛坯放入滾筒中，清除表面的粘砂，打磨掉多余的飛邊。本發明采用了金屬外型模，不易變形和損壞；而且成本低，易于分離型芯和產品。
文檔編號B22C9/08GK101293276SQ20081006206
公開日2008年10月29日 申請日期2008年5月22日 優先權日2008年5月22日
發明者卓旦春 申請人:浙江沃爾達銅業有限公司