论抛丸抛丸器耐磨件复合型壳熔模铸造工艺和设备

摘要：抛丸器是实现抛丸清理强化技术的关键部件，抛丸清理强化就是利用抛丸器的旋转抛出高速磨料的动能来实现清理及强化目的。在此历程中，抛丸器属于关键部件，其中的分丸轮和叶片，属于运动强摩擦磨损件，失效最为严重，特别是叶片在连续高速弹丸流的冲击下摩擦磨损，即便表面有一个气孔或砂眼等小的缺陷，材料也会以此处产生裂纹而迅速失效。这些抛丸器耐磨件以往多采取高铬铸铁普通粘土砂铸造，但由于粘土砂型腔发气量大，型砂的紧实度不够均匀，往往容易出现铸造缺陷，降低铸件的尺寸精度。由此，提升抛丸器耐磨件的表面质量、尺寸精度以及利用寿命成为抛丸清理以业者广泛关注的不足。针对这种情况，本论文提出利用复合型壳熔模铸造的策略来制造抛丸器耐磨件，并对此复合型壳精密铸造工艺的特点及所用到的相关设备进行了系统的探讨工作。以抛丸器耐磨件高铬铸铁耐磨材料的选择，到熔模铸造复合工艺的蜡料处理、压制蜡模、浇口模制作、蜡模修整、蜡模组焊、面层型壳制作、背层型壳制作、脱蜡、焙烧、熔炼、浇注、落件清理、热处理的各工艺参数，以及各种相关设备的利用情况和在实际生产中应注意的不足。本论文复合型壳即硅溶胶—水玻璃的复合型壳，其表面层与过渡层采取硅溶胶粘结剂制壳工艺，背层采取水玻璃制壳工艺。耐火材料面层采取石英粉，背层采取莫来石。石英砂、石英粉保证型壳具有高质量的型腔表面，背层的莫来石砂保证型壳具有足够的高温强度和较好的热膨胀性与热稳定性。试验证明此复合型壳精铸工艺相比全硅溶胶制壳工艺，其制造成本降低、制壳周期缩短、并且质量标准等同，广泛适用于抛丸器高铬铸铁分丸轮、叶片、定向套等耐磨件的批量生产。在抛丸器耐磨件的熔模精铸生产中，一些主要设备如单工位全自动注蜡机、硅溶胶轻型悬链输送干燥生产线、水玻璃干燥生产线以及淋砂机、蒸汽脱蜡釜的运用提升了抛丸器耐磨件的生产效率，本论文也对其部分设备进行了改善与优化设计，以期在提升耐磨件质量的同时，继续降低生产成本。利用该复合型壳工艺的抛丸器高铬铸铁耐磨件已在山东开泰抛丸机械有限公司精铸车间投入生产，其成品无裂纹、表面光洁、硬度达标、质量合格，符合利用要求。生产实践表明，采取该复合型壳精铸工艺制造抛丸器高铬铸铁耐磨件，可以转变金属液的浇注位置和充填方式，进而转变液态金属的凝固顺序，改善铸件组织形态，减少缺陷，提升耐磨件的抗摩擦磨损性能。熔模精铸抛丸器高铬铸铁耐磨件的利用寿命已以普通铸件的150~230h提升到600h左右。关键词：抛丸器论文高铬铸铁论文复合型壳论文熔模铸造论文

摘要8-10

Abstract10-12

第一章 绪论12-18

1.1 抛丸清理技术12

1.2 抛丸器介绍12-14

1.2.1 抛丸器的基本结构及工作原理12-13

1.2.2 抛丸器耐磨件13-14

1.3 熔模铸造技术介绍14-17

1.3.1 熔模铸造15

1.3.2 复合工艺15-16

1.3.3 熔模铸造用相关设备16

1.3.4 复合型壳的探讨概况16-17

1.4 本课题的探讨目的及内容17-18

1.4.1 探讨目的及作用17

1.4.2 探讨内容17-18

第二章 试验案例设计与探讨策略18-22

2.1 试验原料及设备18

2.1.1 试验主要原料18

2.1.2 试验设备介绍18

2.2 试验工艺流程18-22

第三章 硅溶胶—水玻璃复合工艺浅析22-40

3.1 熔模制作22-25

3.1.1 模料概况22

3.1.2 对模料的基本要求22-23

3.1.3 石蜡—硬脂酸模料23-24

3.1.4 蜡膏制备24

3.1.5 蜡模制作24-25

3.1.6 熔模常见缺陷及预防25

3.2 熔模铸造型壳概述25-33

3.2.1 型壳组成及性能25-27

3.2.2 制壳原材料27-33

3.3 硅溶胶—水玻璃复合型壳33-38

3.3.1 硅溶胶型壳33-36

3.3.2 水玻璃型壳36-37

3.3.3 水玻璃—硅溶胶复合型壳37-38

3.4 本章小结38-40

第四章 熔模精铸抛丸器耐磨件的工艺浅析40-56

4.1 蜡料处理40-42

4.1.1 蜡膏制备40-41

4.1.2 蜡料的回收及再生41-42

4.2 压制蜡模42-43

4.3 浇口模制作43-44

4.4 蜡模修整44

4.5 焊蜡模组44-45

4.6 面层硅溶胶型壳制作45-47

4.7 背层水玻璃型壳制作47-49

4.8 脱蜡49-50

4.9 焙烧与浇注50-51

4.10 后处理51-53

4.10.1 抛丸器耐磨件的清理、修补及精整51-52

4.10.2 抛丸器耐磨铸件的热处理52-53

4.11 本章小结53-56

第五章 部分熔模精铸设备的改善设计56-64

5.1 单工位后注低温射蜡机的改善优化56-59

5.2 干燥线设计制造59-60

5.3 高压蒸汽脱蜡釜60-62

5.4 本章小结62-64

第六章 结论与展望64-66

6.1 结论64

6.2 展望64-66