一种大尺寸管件及其消失模铸造方法
阅读说明：本技术 一种大尺寸管件及其消失模铸造方法 (Large-size pipe fitting and lost foam casting method thereof ) 是由 龙枚青 莫正田 汤迪文 徐浩 贾伟峰 吴超 刘湘资 于 2020-10-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种大尺寸管件及其消失模铸造方法,该大尺寸管件消失模铸造方法,包括泡塑模型制作、模型涂层、振动造型、浇注置换和冷却清理过程,在所述模型涂层完成后,在模型的承插口法兰外匹配套置支撑衬圏,并将套有支撑衬圏的模型在砂箱里造好型,所述支撑衬圏在与所述模型组装前,预先一次浸涂有一层厚度为1-1.2mm的防粘涂料。利用上述方案制备的管件不仅能够保证表面质量,而且可以提高管件的圆度。(The invention discloses a large-size pipe fitting and a lost foam casting method thereof, wherein the large-size pipe fitting lost foam casting method comprises the processes of foam molding model manufacturing, model coating, vibration molding, pouring replacement and cooling cleaning, after the model coating is finished, a supporting ring is sleeved outside a bell and spigot flange of the model in a matching manner, the model sleeved with the supporting ring is shaped in a sand box, and the supporting ring is dip-coated with an anti-sticking coating with the thickness of 1-1.2mm in advance before being assembled with the model. The pipe fitting prepared by the scheme can ensure the surface quality and improve the roundness of the pipe fitting.)
技术领域
本发明属于管件铸造技术领域，尤其涉及一种大尺寸管件及其消失模铸造方法。
背景技术
消失模铸造(又称实型铸造)是将与铸件尺寸形状相似的泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。现有大尺寸管件(直径一般≥300mm)采用真空消失模生产时，由于模型用EPS制成，将上完涂料的模型烤干后埋入砂子中，在造型过程中，在模型的承插口法兰处极易发生变形，造成最后生产的管件圆度不符合要求。
综上，有必要对现有大尺寸管件消失模铸造工艺进行改进。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种大尺寸管件及其消失模铸造方法，旨在保证管件表面质量的同时，提高管件的圆度。
为解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案：
一种大尺寸管件消失模铸造方法，包括泡塑模型制作、模型涂层、振动造型、浇注置换和冷却清理过程，在所述模型涂层完成后，在模型的承插口法兰外匹配套置支撑衬圏，并将套有支撑衬圏的模型在砂箱里造好型；其中；
所述支撑衬圏在与所述模型组装前，预先一次浸涂有一层厚度为1-1.2mm的防粘涂料，该防粘涂料中各物质的重量百分比为：水玻璃90-100份、高铝粉110-125份、润湿剂JFC 0.8-1.2份和炔二醇0.1-0.2份。
具体的，所述防粘涂料的配制过程为：按配方称取水玻璃、高铝粉、湿润剂和炔二醇，然后在搅拌机搅拌状态下将高铝粉、湿润剂和炔二醇加入到水玻璃中，以22-50r/min搅拌速度搅拌6-10小时。
具体的，浸涂固化时间为10-15分钟，固化温度为40℃-60℃。
具体的，用预发泡密度为18-20克/升的EPS珠粒制作模块，用胶将模块组装成泡塑模型。
具体的，将模型粘上浇注糸统并在砂箱里造好型，抽真空，将温度1480-1500高温铁水浇注，等4-16小时后翻箱并将铸件吊出。
具体的，所述高铝粉为GAL-85高铝粉，目数为280-340。
具体的，所述支撑衬圏的材质为A3钢。
一种大尺寸管件，采用上述大尺寸管件消失模铸造方法制备得到。
具体的，所述大尺寸管件的直径≥300mm。
原理及优势：
通过在管件泡塑模型的承插口法兰薄弱部位套上支撑衬圏，并通过工装进行定位固定安放在砂箱里造型，可以防止模型变形，保证制备的管件的圆度；在支撑衬圏上涂覆有特殊组分的防粘涂料，在浇注过程中，防粘涂料将支撑衬圏与铁水有效隔离，防止了支撑衬圏全部或局部熔于铁水中，解决了管件与支撑衬圏粘连的问题，提高了管件的表面质量；
此外，因该涂料有很好的隔热隔离保护作用，支撑衬圏受热膨胀延时于铸型金属液表层凝固，不会发生因支撑衬圏局部变形镶入铁水中出现铸件表面凹陷的现象，铸件质量高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例涉及的泡塑模型与支撑衬圏安装示意图。
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作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
参见图1，一种大尺寸管件消失模铸造方法，包括泡塑模型制作、模型涂层、振动造型、浇注置换和冷却清理过程，在模型1涂层完成后，在模型1的承插口法兰外匹配套置支撑衬圏2，并将套有支撑衬圏2的模型在砂箱里造好型；其中；支撑衬圏2在与模型组装前，预先一次浸涂有一层防粘涂料，该防粘涂料中各物质的重量百分比为：水玻璃100份、高铝粉110份、润湿剂JFC 0.9份和炔二醇0.1份，涂料粘度为20s。一次浸涂的涂层厚度为1mm，浸涂固化时间为10分钟，固化温度为40℃，涂层均匀有强度。
采用本实施例获得的铸件没有发生椭圆问题，圆度满足设计要求，而且支撑衬圏无粘连且能轻易的从铸件上剥离，铸件上支撑衬圏位置平整无积瘤，表面质量高，而且该组分的防粘涂料可以满足一次浸涂涂挂的要求，具有操作方便，实用可靠，生产效率高的优点。
此外，发明人发现，因该涂料中添加有高铝粉，因此具备很好的隔热隔离效果，使得支撑衬圏受热膨胀延时于铸型金属液表层凝固，不会发生因支撑衬圏局部变形镶入铁水中出现铸件表面凹陷的现象，铸件质量高。
在实际应用中，水玻璃提供厂家为湖南荷塘化工有限公司，水玻璃的模数为3.0-3.4，密度为1.27-1.29(g/m3)；高铝粉提供厂家为郑州翔宇铸造材料有限公司，高铝粉为GAL-85高铝粉，目数为280，润湿剂JFC和炔二醇提供厂家为武汉吉业升化工有限公司。支撑衬圏的材质为A3钢，当然也可以采用其他金属材质制作。
具体的，用预发泡密度为18-20克/升的EPS珠粒制作模块，用胶将模块组装成泡塑模型，将模型粘上浇注糸统并在砂箱里造好型，抽真空，确保砂箱内真空度在-0.04_-0.06MPa，将温度1480-1500高温铁水浇注，等4-16小时后翻箱并将铸件吊出。
具体的，所述防粘涂料的配制过程为：按配方称取水玻璃、高铝粉、湿润剂和炔二醇，然后在搅拌机搅拌状态下将高铝粉、湿润剂和炔二醇加入到水玻璃中，以22-50r/min搅拌速度搅拌6-10小时。
实施例2
与实施例1不同的是，本实施例中防粘涂料中各物质的重量百分比为：水玻璃90份、高铝粉125份、润湿剂JFC 1.1份和炔二醇0.2份，涂料粘度为22s。一次浸涂的涂层厚度为1.2mm，浸涂固化时间为15分钟，固化温度为60℃，涂层均匀有强度。
采用本实施例获得的铸件同样没有发生椭圆问题，圆度满足设计要求，而且支撑衬圏无粘连且能轻易的从铸件上剥离，铸件上支撑衬圏位置平整无积瘤，表面质量高。
本申请还提供一种采用实施例1和实施例2制备得到的大尺寸管件，上述大尺寸管件的直径≥300mm。
对比例1
与实施例1不同的是，本实施例中在泡塑模型的承插口法兰外没有设置支撑衬圏，获得的铸件变形严重，圆度无法满足设计要求。
对比例2
与实施例1不同的是，本实施例中在支撑衬圏上没有涂覆防粘涂料，获得的铸件虽然没有发生严重变成，但是因铸型金属液表层在未凝固前，支撑衬圏因受热膨胀造成局部变形镶入金属液表层铁水中，出现铸件表面凹陷的现象。
对比例3
与实施例1不同的是，本实施例中防粘涂料中各物质的重量百分比为：水玻璃100份、高铝粉80份、润湿剂JFC 0.9份和炔二醇0.1份，因防粘涂料中高铝粉含量降低，涂料粘度为16s，进而导致涂挂性能降低，一次浸涂的涂层厚度为0.6mm，涂层均匀有强度，最终因防粘涂料厚度不够，铸件与支撑衬圏粘连，需要多次浸涂才能到达支撑衬圏防粘连的目的，制备成本增加。
对比例4
与实施例1不同的是，本实施例中防粘涂料中各物质的重量百分比为：水玻璃100份、高铝粉110份、润湿剂JFC 0.5份和炔二醇0.1份，涂料粘度为21s；一次浸涂的涂层厚度为1.1mm，由于润湿剂JFC减少，支撑衬圏局部涂料粘附不上，涂层不均匀，支撑衬圏局部涂料偏薄，铸件与支撑衬圏局部有粘连且难剥离，因而不能满足生产质量要求。
对比例5
与实施例1不同的是，本实施例中防粘涂料中各物质的重量百分比为：水玻璃100份、高铝粉110份、润湿剂JFC 0.5份和炔二醇0.05份，涂料粘度为20s；一次浸涂的涂层厚度为1.2mm，涂层均匀有强度，铸件与衬圈无粘连且能轻易剥离。但由于炔二醇减少，支撑衬圏上的涂料有大量气泡穿后产生的空洞，在对应的铸件上产生大量的铁豆，即影响铸件表面质量，又增加了打磨工作量，因而不能满足生产质量要求。
对比例6
与实施例1不同的是，本实施例中防粘涂料中各物质的重量百分比为：水玻璃100份、高铝粉150份、润湿剂JFC 0.9份和炔二醇0.1份，因防粘涂料中高铝粉含量降低，涂料粘度为28s，一次浸涂的涂层厚度为2.2mm，涂层均匀有强度，最终铸件与衬圈无粘连且能轻易剥离，铸件上衬圈位置平整无积瘤，但因支撑衬圏涂料厚度增加，既增加了涂料成本，也导致其内径尺寸减小，管件直径随之也减小了，増加了加工工作量。
上述实施例仅仅是清楚地说明本发明所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里也无需也无法对所有的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
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