專利名稱：一種開式齒輪鑄造無阻流冒口的工藝設計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鑄造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種開式齒輪鑄造無阻流冒口的工 藝設計。
背景技術(shù)：
開式齒輪鑄鋼件廣泛應用于大型水泥、礦山、冶金等設備，目前，生產(chǎn)的 開式齒輪主要涉及到回轉(zhuǎn)窯、原料磨、自磨機、干燥機、有色冶金設備上的轉(zhuǎn) 爐等行業(yè)。
鑄鋼件設置冒口的目的是使鑄件在凝固過程中冒口內(nèi)的鋼水源源不斷的流 入本體，起到補充鋼水的目的，使鑄件得到足夠的鋼水，達到內(nèi)部組織致密，
UT和MT探傷合格。
在之前，開式齒輪的冒口設計是外輪緣冒口采用圓柱型明冒口，結(jié)合面采 用腰圓型明冒口，外輪緣冒口數(shù)量根據(jù)半齒圈的結(jié)構(gòu)特點和立筋的數(shù)量，每個 立筋處放一個冒口或隔一個立筋放一個冒口 。
該工藝設計存在如下缺點
1. 工藝設計煩瑣，熱節(jié)計算影響因素多，難于準確計算冒口尺寸，其結(jié)果 是不同的人設計會出現(xiàn)不同的結(jié)果，或同一個人對不同結(jié)構(gòu)的鑄件的設計其最 終鑄件質(zhì)量也會出現(xiàn)不同的結(jié)果。
2. 冒口的直徑或兩冒口之間的距離設置不當，冒口下會出現(xiàn)縮孔，冒口之 間會出現(xiàn)縮松。
3. 鑄件一旦出現(xiàn)縮松UT探傷不合格，輕者挖開焊補，嚴重的往往報廢，UT探傷不合格率高達20 30%。
4. 精洗齒后MT探傷有磁痕顯示。
5. 齒圈內(nèi)部晶粒組織不致密與現(xiàn)有工藝分散性冒口有直接的聯(lián)系。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明設計了一種開式齒輪鑄造無阻流冒口的工藝設 計，該工藝設計簡單，補縮效果好，徹底解決了以前冒口下縮孔，冒口間縮松 的缺陷，UT探傷和MT探傷100%合格。
為達到上述發(fā)明的目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
所述的開式齒輪鑄造無阻流冒口的工藝設計，其工藝設計分為設定加工余 量一補正量一坭芯一冒口 一冒口套一掛砂冷鐵一澆注系統(tǒng)一制作木模一造型、 制芯的制作一扣箱一澆注一放保溫覆蓋劑一鑄件保溫冷卻一清理一熱處理一打 磨一再次熱處理一做機械性能一毛坯發(fā)貨一粗加工一UT探傷一二次熱處理一精 加工洗齒一MT探傷一鑄件表面拋光等多道工序，各工序分述如下
1) 設定加工余量
開式齒輪有二次熱處理時加工余量在原有基礎上增加30%，上表面加工余 量二國t示+40mm;
2) 補正量
此工藝設計設置無阻流冒口，需確定補正量，置補正量大小可以從上輪緣 0到下輪緣25之間；
3) 坭芯
根據(jù)開式齒輪的形狀，兩立筋之間設一個芯子，芯子分上、下兩層；
4) 冒口
(1) 、根據(jù)開式齒輪輪緣厚度確定冒口的徑向?qū)挾?，該寬度?開式齒輪輪 緣的厚度+ 80 120腿，以保證冒口補縮通道暢通，形成順序凝固；
(2) 、設定冒口的高度，首先要根據(jù)半齒圈輪緣的高度、厚度來計算，原則上設計冒口的高度=輪緣高度乂80%，這樣可使鑄件的工藝出品率達到52 60%， 保證鋼水補縮有一定的壓力，增加鑄件的致密度；
5) 冒口套
為了延長鋼水的補縮時間，確保冒口最終凝固，選用漂珠制作保溫冒口套， 要求導熱系數(shù)《0. 235w/m. t;
6) 掛砂冷鐵
外輪緣設置300mm的外冷鐵，掛砂厚度20mm，確保外輪緣有一定厚度的激 冷層，起到細化晶粒，最終齒面磁粉探傷100%合格；
7) 澆注系統(tǒng)
內(nèi)澆道設計成兩層均布，切線注入，促使鋼水在行腔中快速旋轉(zhuǎn)；
8) 制作木模
按工藝制作模型，模型的縮尺一般為1. 8 2. 0%;
9) 造型、制芯的制作 模型制作完畢后開始造型、打制芯；
10) 扣箱
把制好的芯子運到制作的鑄型處進行配箱、扣箱；
11) 澆注
箱扣好后對型腔吹熱風進行表干處理2 4h，完畢及時澆注；
12) 放保溫覆蓋劑
為了減少鋼水的熱損失，選用保溫覆蓋劑，加入時間，鋼水上升到冒口高 度1/3處第一次加入，加入量為總量的1/5，待鋼水上升到冒口預期高度時第 二次加入，加入量為總量的3/5，剩余的1/5覆蓋劑作為維護冒口使用，直到 冒口頂部不露紅為止。
13) 鑄件保溫冷卻
鑄件澆注后在砂型中保溫，保溫時間按國標執(zhí)行；
14) 清理鑄件保溫時間到后進行落砂、清理鑄件表面和型腔的砂子；
15) 熱處理
砂子清理干凈后毛坯進行正火熱處理，正火溫度880 91(TC，保溫時間 15 16h;
16) 打磨
正火后割冒口、打磨飛邊、毛刺；
17) 再次熱處理
對毛坯進行回火處理，回火溫度590 61(TC，保溫時間12 13h;
18) 做機械性能
對本休試塊進行性能試驗，合格就不在進行二次熱處理，不合格需粗加工
后再進行二次熱處理；
19) 毛坯發(fā)貨
檢查尺寸、表面質(zhì)量合格后發(fā)貨，到此整個制作毛坯工序已經(jīng)完成；
20) 粗加工
粗加工去除鑄件表面的黑皮；
21) UT探傷
對加丁表面進行UT探傷，如果有缺陷可以進行修復；
22) 二次熱處理
對于機械性能不合格的鑄件進行二次熱處理；
23) 精加工洗齒
對于機械性能合格的鑄件進行精加工、洗齒；
24) MT探傷
最終進行MT探傷，對于表面小缺陷進行修復，超標缺陷整個鑄件報廢；
25) 鑄件表面拋光
各道工序合格后鑄件進行拋光處理，最終發(fā)貨。 由于采用如上所述的技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)越性1. 工藝設計簡單，計算準確，成品合格率高，接近100%。
2. 對于設計人員的技術(shù)能力要求不高。
3. 工藝操作簡單、方便。
具體實施例方式
本發(fā)明的開式齒輪鑄造無阻流冒口的工藝設計，其工藝設計分為設定加工 余量一補正量一坭芯一冒口一冒口套一掛砂冷鐵一澆注系統(tǒng)一制作木模一造 型、制芯的制作一扣箱一澆注一放保溫覆蓋劑一鑄件保溫冷卻一清理一熱處理
—打磨一再次熱處理一做機械性能一毛坯發(fā)貨一粗加工一UT探傷一 一次熱處理 —精加工洗齒一MT探傷一鑄件表面拋光等多道工序，各工序分述如下 1)設定加工余量
按國標査得外圓30mm，下面37，上面80，結(jié)合板面30; 2)確定補正量
補正量由上輪緣0到下輪緣10;內(nèi)輪緣輻板以上整圈放60mm的補正量。
3) 設計坭芯
按照開式齒輪設計原則，兩立筋之間設一個芯子，芯子分上下兩層，上、 下層各設16個芯子，兩結(jié)合板處各放一個芯子；
4) 冒口的設置
(1) )冒口的寬度為輪緣的厚度+60 (補正量)+40+80腿，；
(2) 冒口的澆注高度為400mm;
5) 保溫冒口套
用漂珠制作保溫冒口套，導熱系數(shù)在0.201 0.235w/m.t，冒口套的厚 度80mm;
6) 掛砂冷鐵
外輪緣設置300mm的外冷鐵，掛砂厚度20ram;
7) 澆注系統(tǒng)直澆口 2 4> 120mm，橫澆口(H20mm，內(nèi)澆口上層8 * IOO咖，下層10 小80mm;
8) 制作木模
按工藝制作模型，模型的縮尺為2. 0%;
9) 造型、制芯的制作
模型制作完畢后開始造型、打制芯；
10) 扣箱
把制好的芯子運到制作的鑄型處進行配箱、扣箱；
11) 澆注
箱扣好后對型腔吹熱風進行表干處理3h，完畢后及時澆注；
12) 放保溫覆蓋劑
為了減少鋼水的熱損失，選用保溫覆蓋劑，加入時間，鋼水上升到冒口高
度1/3處第一次加入，加入量為總量的1/5，待鋼水上升到冒口預期高度時第 二次加入，加入量為總量的3/5，剩余的1/5覆蓋劑作為維護冒口使用，直到 冒口頂部不露紅為止。
13) 鑄件保溫冷卻
鑄件澆注后在砂型中保溫，保溫時間260 h;
14) 清理
鑄件保溫時間到后進行落砂、清理鑄件表面和型腔的砂子；
15) 熱處理
砂子清理干凈后毛坯進行正火熱處理，熱處理工藝正火溫度880 91(TC， 保溫時間15h;
16) 打磨
正火后割冒口、打磨飛邊、毛刺；
17) 再次熱處理
對毛坯進行回火處理，回火溫度590 61(TC，保溫時間12h;18) 做機械性能
對本體試塊進行性能試驗，全部合格；
19) 毛坯發(fā)貨
檢査尺寸、表面質(zhì)量合格后發(fā)往機加車間；
20) 粗加工
粗加工去除鑄件表面的黑皮；
21) UT探傷
對加工表面進行UT探傷，有少量的砂眼，經(jīng)挖開清理缺陷、著色確認無缺 陷后，焊補、打磨，再次UT探傷合格；
22) 二次熱處理
對于機械性能不合格的鑄件進行二次熱處理；
23) 精加工洗齒
進行精加工、洗齒；
24) MT探傷
最終進行MT探傷，發(fā)現(xiàn)表面有不大于2mm的小裂紋數(shù)條，進行打磨，圓滑 過渡處理；
25) 鑄件表面拋光
各道工序全部合格鑄件進行拋光處理，最終發(fā)貨。 上述制作過程嚴格按工藝設計規(guī)定要求執(zhí)行。
利用上述工藝具有設計簡單，操作方便，補縮效果好，徹底解決了以前冒 口下縮孔，冒口間縮松的缺陷，UT探傷和MT探傷接近100。/。合格。
權(quán)利要求
1、一種開式齒輪鑄造無阻流冒口的工藝設計，其特征在于該工藝設計分為設定加工余量→補正量→坭芯→冒口→冒口套→掛砂冷鐵→澆注系統(tǒng)→制作木?！煨?、制芯的制作→扣箱→澆注→放保溫覆蓋劑→鑄件保溫冷卻→清理→熱處理→打磨→再次熱處理→做機械性能→毛坯發(fā)貨→粗加工→UT探傷→二次熱處理→精加工洗齒→MT探傷→鑄件表面拋光等多道工序，各工序分述如下1)設定加工余量開式齒輪有二次熱處理時加工余量在原有基礎上增加30％，上表面加工余量＝國標+40mm；2)補正量此工藝設計設置無阻流冒口，需確定補正量，置補正量大小可以從上輪緣0到下輪緣25之間；3)坭芯根據(jù)開式齒輪的形狀，兩立筋之間設一個芯子，芯子分上、下兩層；4)冒口(1)、根據(jù)開式齒輪輪緣厚度確定冒口的徑向?qū)挾?，該寬度值≈開式齒輪輪緣的厚度+80～120mm，以保證冒口補縮通道暢通，形成順序凝固；
全文摘要
本發(fā)明提供一種開式齒輪鑄造無阻流冒口的工藝設計，其工藝設計分為設定加工余量→補正量→坭芯→冒口→冒口套→掛砂冷鐵→澆注系統(tǒng)→制作木?！煨汀⒅菩镜闹谱鳌巯洹鷿沧ⅰ疟馗采w劑→鑄件保溫冷卻→清理→熱處理→打磨→再次熱處理→做機械性能→毛坯發(fā)貨→粗加工→UT探傷→二次熱處理→精加工洗齒→MT探傷→鑄件表面拋光等多道工序，該工藝設計簡單，補縮效果好，徹底解決了以前冒口下縮孔，冒口間縮松的缺陷，UT探傷和MT探傷100％合格。
文檔編號B22C9/00GK101422816SQ20071018989
公開日2009年5月6日 申請日期2007年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月2日
發(fā)明者岳宗格, 張治青, 石秀娟, 趙永讓, 陳書山 申請人:中信重工機械股份有限公司