阅读说明：本技术 一种压缩机用上法兰无冒口浇注系统以及上法兰的生产工艺 (Riser-free pouring system for upper flange for compressor and production process of upper flange ) 是由 贾平凡 乔胜之 王光禹 贾玉珍 哈党明 于 2019-11-11 设计创作，主要内容包括：本发明属于铸件加工领域,其公开了一种压缩机用上法兰无冒口浇注系统,包括砂型铸模,所述砂型铸模内设有多个与上法兰形状匹配的型腔,所述砂型铸模内设有依次连接的浇口杯、横浇道、竖浇道、内浇口,所述内浇口与型腔连通；所述内浇口为楔形薄片结构；所述型腔上连接有排气条；所述竖浇道上设有减压槽,所述型腔中设有多个与上法兰的轮辐对应的辐条槽；至少一条辐条槽和内浇口正对；所述减压槽位于上下布置的两行型腔之间。该系统能够控制热节圆的位置,使铁水充型稳定、避免湍流。同时,还提供一种生产工艺,通过改进了配方,实现了产品质量的综合提高。(The invention belongs to the field of casting processing, and discloses a riser-free pouring system for an upper flange of a compressor, which comprises a sand mold, wherein a plurality of cavities matched with the upper flange in shape are arranged in the sand mold, a sprue cup, a horizontal pouring channel, a vertical pouring channel and an inner pouring gate which are sequentially connected are arranged in the sand mold, and the inner pouring gate is communicated with the cavities; the inner gate is of a wedge-shaped thin sheet structure; the cavity is connected with an exhaust strip; the vertical pouring gate is provided with a pressure reduction groove, and the cavity is internally provided with a plurality of spoke grooves corresponding to spokes of the upper flange; the at least one spoke groove is opposite to the inner sprue; the pressure reduction groove is positioned between two rows of cavities which are arranged up and down. The system can control the position of the thermal pitch circle, so that the molten iron filling is stable and turbulence is avoided. Meanwhile, a production process is also provided, and the comprehensive improvement of the product quality is realized by improving the formula.)

一种压缩机用上法兰无冒口浇注系统以及上法兰的生产工艺

技术领域

本发明涉及铸件加工领域，具体为一种压缩机用上法兰无冒口浇注系统以及上法兰的生产工艺。

背景技术

随着科学技术的不断进步，人们生活水平日益提高，人们的环保意识也在提升，对生活质量也有了更高的要求。对应到与每个家庭息息相关的家电产品，也提出了更高的要求。以空调为例，人们现在更加关注空调的节能环保及静音舒适，因此也对各空调厂家提出了更高的要求，因此对空调核心零部件的压缩机，也对性能提出了更高的要求。我司作为业界产品涵盖范围最广、产品规格型号最齐全、设备能力最突出的优秀空调压缩机核心零部件供应厂家之一，相应的也加大了压缩机铸件的研发力度，提升产品质量，以满足客户对产品更高品质的要求。

现用工成本的不断上升，行业环保要求也越来越高，员工薪资福利及环保投入也越来越多，生产成本越来越高，利润越来越低。加上一些新的厂商的加入，导致市场竞争越来越激烈，公司只有不断的降本增效，开发创新，提升产品质量，提升市场占有率，才能在现有严酷的市场环境下生存下去。

轴承是压缩机的核心零部件，在压缩机高速运转过程中，由于马达定子、转子间产生的磁气吸引力和曲轴偏心部产生的偏心力的共同作用，一方面，导致曲轴和轴承柄部发生径向变形，使压缩机震动、噪音加大；另一方面，使上下轴承轴柄部与曲轴外周紧密贴合行成摩擦副，改摩擦副为局部面接触，面压力极高，接触面易发生较大的磨损甚至烧结，影响压缩机长久运转的可靠性，因此要求轴承具备高的力学性能。轴承中心轴柄部是铸件最厚大的部位，是铸件的热节，传统生产工艺采用冒口补缩的生产工艺，工艺出品率低，且因轴承轮辐位置壁厚较薄，补缩通道不通畅，补缩效果不理想，加上温度场的交互作用，使铸件热节点外移，导致部分铸件加工完内孔后出现轻微的不致密现象，达不到现有压缩机对轴承高性能的要求。

申请人肇庆精通机械有限公司于2015年提出了一项发明专利ZL201510406233.6，公开了一种压缩机用球墨铸铁轴承，其结构包括法兰盘、位于法兰盘中部的柄部，所述柄部下端设计有一个以轴承中轴线为轴心，自法兰盘端面向上的半开孔，所述半开孔的高度大于法兰盘高度的1.5倍而小于压缩机用球墨铸铁轴承总高度，所述孔的孔径尺寸为柄部直径的20％～90％。该发明的压缩机用球墨铸铁轴承的设计原理，通过设计半开孔结构使压缩机用球墨铸铁轴承铸件靠近端面的法兰盘的热节圆直径小于柄部中心部的热节圆直径，使柄部上中心部的热节圆处成为压缩机用球墨铸铁轴承铸件的最后凝固位置，因而使缩孔、缩松缺陷控制到柄部上中心部的热节圆处位置，且分布集中，后续缩孔、缩松位置通过钻孔的方式去除。

该方案通过在法兰盘上设置半开孔来使热节圆移动到柄部上中心部。

该方案是一种有效的解决方案；但是本申请的生产的产品为法兰，其上设有多个较薄的辐条，采用传统冒口补缩的浇注工艺，存在补缩通道过长，补缩效果不理想，加上温度场的交互作用，使铸件热节点外移，导致部分铸件加工完内孔后出现轻微的不致密现象，不能满足客户对产品高品质高性能的要求；采用上述手段无法解决相应的技术问题。

同时，本申请此次需要制备的是灰铸铁上法兰，ZL201510406233.6制备的是球墨铸铁法兰，在配方上导致其不能采用上述方案手段去制备。

所以，本方案所要解决的技术问题是：如何控制热节圆的位置到达柄部上中心位置，以提高产品质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压缩机用上法兰无冒口浇注系统，该系统能够控制热节圆的位置，使铁水充型稳定、避免湍流，同时，还提供一种生产工艺，通过改进了配方，实现了产品质量的综合提高。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种压缩机用上法兰无冒口浇注系统，包括砂型铸模，所述砂型铸模内设有多个与上法兰形状匹配的型腔，所述砂型铸模内设有依次连接的浇口杯、横浇道、竖浇道、内浇口，所述内浇口与型腔连通；所述内浇口为楔形薄片结构；所述型腔上连接有排气条；所述竖浇道上设有减压槽，所述型腔中设有多个与上法兰的轮辐对应的辐条槽；至少一条辐条槽和内浇口正对；所述减压槽位于上下布置的两行型腔之间。

在上述的压缩机用上法兰无冒口浇注系统中，所述横浇道的尾端为楔形结构。

在上述的压缩机用上法兰无冒口浇注系统中，所述横浇道和竖浇道通过燕尾搭接部连接。

在上述的压缩机用上法兰无冒口浇注系统中，所述横浇道的截面积、燕尾搭接部的截面积、竖浇道的截面积、内浇口的最大截面积的截面积的比例为1:0.8:1:1.05。

在上述的压缩机用上法兰无冒口浇注系统中，所述横浇道的截面积、燕尾搭接部的截面积、竖浇道的截面积、内浇口的最大截面积的截面积的比例为1:0.8:1:1.05。

同时，本发明还公开了一种压缩机用上法兰生产工艺，采用如上任一所述浇注系统浇注；浇注铁水的成分为：

C：3.35-3.45％、Si：2.30-2.40％、Mn：0.65-0.80％、P＜0.06％、S：0.06-0.10％、微量的Sb或Sn，余量的铁。

在上述的压缩机用上法兰生产工艺中，所述浇注铁水的熔炼温度为1480-1520℃；铁水熔炼后静置5-10min；浇注时铁水温度为1400-1420℃。

在上述的压缩机用上法兰生产工艺中，浇注时铁水温度为1400-1420℃；每包出铁水量控制在670±10kg，每包浇注时间≤8分钟。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、内浇口为楔形薄片结构，使铁水平稳的流入铸件型腔，具有挡渣(砂)的作用，结合减压槽和辐条槽，减压槽可降低铁水注入速度，可以提高铁水流入的稳定性，辐条槽和内浇口正对，可以提高充型的稳定性。

2、内浇口为楔形薄片结构，在凝固阶段，内浇口最先凝固，可以避免竖浇道和型腔内的相互影响。

3、取消了传统冒口补缩的浇注工艺，通过对于浇注系统的综合改进，提高补缩效果。

综合上述1-3，可以使铸件热节点到达柄部中上部位置，在开孔后可去除。提高产品合格率。

同时，横浇道的尾端为楔形结构可提高充型稳定性，避免铁液返流。

燕尾搭接部具有具有挡渣(砂)的作用。

此外，本发明的工艺经过对配方的改变，提高CE值，来降低液相线温度，提升铸件凝固过程中石墨析出产生的膨胀效果，使其收缩与膨胀相互抵消，最终实现取消冒口也能生产出高品质的中心柄部致密的铸件。

此外，成分中补加0.02-0.035％的Sb或者Sn来细化石墨，提升珠光体含量，提升产品强度硬度。

附图说明

图1为本发明的实施例1的结构图；

图2为本发明的实施例1的局部C在竖直面的剖视图；

图3为本发明的实施例1和2的上法兰的俯视图；

图4为本发明的实施例1和2的上法兰的剖视图；

图5为本发明的实施例1的内浇口的剖视图；

图6为本发明的对比例1的上法兰的剖视图；

图7为本发明的对比例1的浇注系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1～5，一种压缩机用上法兰无冒口浇注系统，包括砂型铸模1，所述砂型铸模1内设有多个与上法兰A形状匹配的型腔2，所述砂型铸模1内设有依次连接的浇口杯3、横浇道4、竖浇道5、内浇口6，所述内浇口6与型腔2连通；所述内浇口6为楔形薄片结构，具体可参考图5，图5是沿液体流动方向的剖面；所述型腔2上连接有排气条7；所述竖浇道5上设有减压槽8，所述型腔2中设有多个与上法兰A的轮辐A3对应的辐条槽；至少一条辐条槽和内浇口6正对；所述减压槽8位于上下布置的两行型腔2之间。

本实施例中，内浇口6为楔形薄片结构，使铁水平稳的流入铸件型腔2，具有挡渣(砂)的作用，结合减压槽8和辐条槽，减压槽8可降低铁水注入速度，可以提高铁水流入的稳定性，辐条槽和内浇口6正对，可以提高充型的稳定性。2、内浇口6为楔形薄片结构，在凝固阶段，内浇口6最先凝固，可以避免竖浇道5和型腔2内的相互影响，能够保证型腔2内有效补缩。3、取消了传统冒口补缩的浇注工艺，通过对于浇注系统的综合改进，提高补缩效果。综合上述1-3，可以使铸件热节点到达柄A4部中上部位置，在开孔后可去除。提高产品合格率。

当然，冒口的取消并不仅仅与浇注系统的结构改造相关，其也与铁水成分相关，但是上述的系统能够有效地提高铁水流入稳定性，为冒口的取消奠定了基础。

优选地，所述横浇道4的尾端41为楔形结构，可提高充型稳定性，避免铁液返流。所述横浇道4和竖浇道5通过燕尾搭接部9连接，燕尾搭接部9具有具有挡渣(砂)的作用。

在本实施例中，所述横浇道4的截面积、竖浇道5的截面积、燕尾搭接部9的截面积、内浇口6的截面积的截面积与铁液的稳定流速是相关的，具体来说，所述横浇道4的截面积、竖浇道5的截面积、燕尾搭接部9的截面积、内浇口6的最大截面积的截面积的比例为F横：F阻(燕尾搭接)：F竖：F内(总)＝1:1：0.8:1.05。燕尾搭接部9的截面积为264mm²

优选地，所述减压槽8截面积和竖浇道5的截面积的比例是F减：F竖＝0.45:1。

本实施例所涉及的上法兰A通过以下工艺制备：

参考图3和4，上法兰A包括法兰盘A1和柄A4，法兰面上设有若干腰型孔A2，腰型孔A2的高度为14mm；法兰盘A1的高度为23mm；轮辐A3的厚度为12.4mm；法兰盘A1的直径为126mm；柄A4的高度为47mm。

浇注铁水的成分为：

C：3.39±0.03％、Si：2.35％、Mn：0.8％、P＜0.06％、S：0.06-0.09％、Sb：0.025％，余量的铁；

具体工艺过程为：

步骤1：熔炼，按照配方进行熔炼，熔炼温度为1480-1520℃；铁水熔炼后静置5-10min；

步骤2：浇注，浇注时铁水温度为1400-1420℃；每包出铁水量控制在670±10kg，每包浇注时间≤8分钟。

步骤3：后处理，清理处理流程为：1浇注系统、铸件分离；2，抛丸(去除铸件表面残砂、氧化皮、飞边毛刺)；3，打磨(去除水口残留，砂轮机打磨清理)。

通过上述处理，其热节点移到柄A4部中上部位置，参考图4中圆圈E所示位置，其位于法兰盘和柄结合的位置。

本实施例的优势在于：

1、产品合格率高，相比于传统的工艺(参考对比例1)，产品出品率高由55-60％提升至70％左右，电炉可减小熔化铁水119吨；

2、水口残留少，减少后工序打磨清理费用2万/月；

3、产品质量好且稳定。

对比例1

同实施例1，但是其采用的是不同的浇注系统，可参考图7；图7中包括浇口杯B1、横浇道B2、竖浇道B3、内浇口B4，在竖浇道B3上设置冒口B6，内浇口B4连接型腔B5。横浇道B2、竖浇道B3、内浇口B4的截面积比例为B2:B3:B4＝1:3.8:1.05。

配方和工艺同实施例1。

其合格率为55-60％，其热节点参考图6中圆圈D所示位置，其位于法兰盘上。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。