本發明涉及環形鑄件砂型鑄造技術領域，尤其涉及一種大尺寸環形鑄鋼件的疊加式鑄造方法。

背景技術：

大尺寸環形鑄件在鑄造時，鑄件結構復雜，輪廓尺寸和壁厚變化較大，以大尺寸核電隔板外環鑄件為例，如圖10、圖11所示。

傳統的鑄造過程中經常將兩個型號、規格、尺寸相同的半環形鑄件合成一個鑄件進行鑄造，鑄造后在切割分離為兩個型號、規格、尺寸均相同的半環形鑄件。

目前的鑄造方法存在以下缺陷：

1）基于實體模樣+芯盒的成型方法，每一件半環產品需要設置單獨的模樣和芯盒，對于單個產品來說模樣制作成本較高；

2）造型效率較低，一箱只能生產一件產品，且成型所需型砂量較大；

3）冶煉成本較高。

技術實現要素：

有必要提出一種成本低、效率高的大尺寸環形鑄鋼件的疊加式鑄造方法。

一種大尺寸環形鑄鋼件的疊加式鑄造方法，包括如下步驟：

制芯：利用芯盒制備疊加鑄件的砂芯，所述疊加鑄件的砂芯包括從上向下設置的第一砂芯、第二砂芯、第三砂芯，所述第二砂芯還包括上下隔板砂芯，上下隔板砂芯與第二砂芯連接為一體，所述第一砂芯的內表面及第二砂芯的內表面形成疊加鑄件的部分外表面，所述第三砂芯的外表面形成疊加鑄件的部分內表面；

制作外模樣：外模樣包括中箱外模樣和下箱外模樣，中箱外模樣形成容納第一砂芯、第二砂芯的中箱外模型腔，下箱外模樣形成容納第三砂芯的下箱外模型腔；

造型：將所述下箱外模樣放入下砂箱內，將所述中箱外模樣放入中砂箱內，填砂緊實后取出外模樣，形成下箱外模型腔和中箱外模型腔，所述中箱外模型腔的內壁包括形成五級環鑄件的內壁、形成上下隔板鑄件的內壁、形成四級環上半鑄件的內壁；

下芯：將第三砂芯放入下箱外模型腔中，保持第三砂芯的內表面與下箱外模型腔的內壁緊貼，以使第三砂芯的外表面與下箱外模型腔的外壁與之間形成疊加鑄件的一部分鑄件成型型腔，所述一部分鑄件成型型腔為四級環下半鑄件型腔，將第二砂芯及第一砂芯放入中箱外模型腔中，保持第二砂芯及第一砂芯的外表面與中箱外模型腔的外壁緊貼，以使第二砂芯及第一砂芯的內表面與中箱外模型腔的內壁之間形成疊加鑄件的另一部分鑄件成型型腔，所述另一部分鑄件成型型腔為五級環鑄件型腔、上下隔板型腔、四級環上半鑄件型腔，所述五級環鑄件型腔、上下隔板型腔、四級環上半鑄件型腔及四級環下半鑄件型腔共同構成疊加鑄件的澆注成型型腔；

合箱：將下砂箱、中砂箱、上砂箱依次合箱鎖緊；

澆注；

打箱：打開砂箱，將澆注完成后的鑄件取出，得到疊加鑄件的毛坯件，所述疊加鑄件的毛坯件包括連接為一體的五級環鑄件、上下隔板鑄件、四級環鑄件、冒口、補貼；

去除冒口、補貼；

切割分型：將疊加鑄件的毛坯件沿著上下隔板鑄件處切割分離得到四級環鑄件和五級環鑄件。

本發明技術采用疊加式鑄造方案，使兩個或兩個以上的鑄件合成為一個整體鑄件，從而提高成產效率，降低鑄造成本。

附圖說明

圖1為制芯步驟中所述砂芯的結構示意圖。

圖2為所述第一單體砂芯的結構示意圖。

圖3為所述第二單體砂芯的結構示意圖。

圖4為所述第三單體砂芯的結構示意圖。

圖5為利用外模樣造型的砂箱示意圖。

圖6為下芯后由砂芯和砂型組合形成的鑄件澆注型腔的示意圖。

圖7為所述疊加鑄件的毛坯件的結構示意圖。

圖8為所述疊加鑄件的結構示意圖。

圖9為圖8的截面示意圖。

圖10為所述五級環鑄件半環件的結構示意圖。

圖11為所述四級環鑄件半環件的結構示意圖。

圖中：第一砂芯10、第一砂芯單體砂芯11、第二砂芯20、第二砂芯單體砂芯21、定位槽211、第三砂芯30、第三砂芯單體砂芯31、上下隔板砂芯40、左右隔板砂芯50、中箱外模樣60、下箱外模樣70、鑄件型腔80、五級環鑄件型腔81、上下隔板型腔82、四級環上半鑄件型腔83、四級環下半鑄件型腔84、疊加鑄件的毛坯件90、冒口91、補貼92、疊加鑄件100、五級環鑄件101、上下隔板鑄件102、四級環鑄件103、左右隔板鑄件104、四級環鑄件半環件105、五級環鑄件半環件106、上砂箱110、中砂箱120、下砂箱130。

具體實施方式

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

本發明實施例提供了一種大尺寸環形鑄鋼件的疊加式鑄造方法，包括如下步驟：

參見圖1至圖4，制芯：利用芯盒制備疊加鑄件的砂芯，所述疊加鑄件的砂芯包括從上向下設置的第一砂芯10、第二砂芯20、第三砂芯30，所述第二砂芯20還包括上下隔板砂芯40，上下隔板砂芯40與第二砂芯20連接為一體，所述第一砂芯10的內表面及第二砂芯20的內表面形成疊加鑄件100的部分外表面，所述第三砂芯30的外表面形成疊加鑄件100的部分內表面；

制作外模樣：外模樣包括中箱外模樣60和下箱外模樣70，中箱外模樣60形成容納第一砂芯10、第二砂芯20的中箱外模型腔，下箱外模樣70形成容納第三砂芯30的下箱外模型腔；

也就是，中箱外模樣60的內表面形成疊加鑄件的部分內表面，第一砂芯10和第二砂芯20的外表面形成疊加鑄件100的另一部分內表面；下箱外模樣70的外表面形成疊加鑄件100的部分外表面，第二砂芯20的內表面形成疊加鑄件100的另一部分外表面，從而形成整個疊加鑄件100的外表面和內表面。

制備外模樣的過程中，需要將外模樣放入砂箱，射砂后取出外模樣，對應本發明中的疊加鑄件的整體產品而言，由于四級環鑄件103靠下的部分鑄件的形狀限制，型砂很難射滿射實，而且在取出外模樣時，為了不破壞外模樣本體對外模型腔的破壞，本發明中將外模樣設計為中箱外模樣60和下箱外模樣70，且對應采用三箱造型，以解決上述問題。

參見圖5，造型：將所述下箱外模樣70放入下砂箱130內，將所述中箱外模樣60放入中砂箱120內，將上砂箱110與中砂箱120合箱，填砂緊實后取出外模樣，形成下箱外模型腔和中箱外模型腔，所述中箱外模型腔的內壁包括形成五級環鑄件101的內壁、形成上下隔板鑄件102的內壁、形成四級環上半鑄件的內壁；

參見圖6，下芯：將第三砂芯30放入下箱外模型腔中，保持第三砂芯30的內表面與下箱外模型腔的內壁緊貼，以使第三砂芯30的外表面與下箱外模型腔的外壁與之間形成疊加鑄件的一部分鑄件成型型腔，所述一部分鑄件成型型腔為四級環下半鑄件型腔84，將第二砂芯20及第一砂芯10放入中箱外模型腔中，保持第二砂芯20及第一砂芯10的外表面與中箱外模型腔的外壁緊貼，以使第二砂芯20及第一砂芯10的內表面與中箱外模型腔的內壁之間形成疊加鑄件的另一部分鑄件成型型腔，所述另一部分鑄件成型型腔為五級環鑄件型腔81、上下隔板型腔82、四級環上半鑄件型腔83，所述五級環鑄件型腔81、上下隔板型腔82、四級環上半鑄件型腔83及四級環下半鑄件型腔84共同構成疊加鑄件的澆注成型型腔；

合箱：將下砂箱130、中砂箱120、上砂箱110依次合箱鎖緊；

澆注；

參見圖7，打箱：打開砂箱，將澆注完成后的鑄件取出，得到疊加鑄件的毛坯件90，所述疊加鑄件的毛坯件90包括連接為一體的五級環鑄件101、上下隔板鑄件102、四級環鑄件103、冒口91、補貼92；

去除冒口91、補貼92；

參見圖8至圖11，切割分型：將疊加鑄件的毛坯件90沿著上下隔板鑄件102處切割分離得到四級環鑄件103和五級環鑄件101。

進一步，所述制芯步驟為分步制芯，所述分步制芯為：所述芯盒采用至少四個單體芯盒，所述單體芯盒包括第一砂芯單體芯盒、第二砂芯單體芯盒、第三砂芯單體芯盒、左右隔板芯盒，利用第一砂芯單體芯盒制備第一砂芯單體砂芯11，利用第二砂芯單體芯盒制備連接為一體的第二砂芯單體砂芯21和上下隔板砂芯40，利用第三砂芯單體芯盒制備第三砂芯單體砂芯31，利用左右隔板芯盒制備左右隔板砂芯50，將若干第一單體砂芯11和兩個左右隔板砂芯50拼接組成第一砂芯10，將若干連接有上下隔板砂芯40的第二單體砂芯21及兩個左右隔板砂芯50拼接組成第二砂芯20，再將若干第三砂芯單體砂芯31及兩個左右隔板砂芯50拼接組成第三砂芯30。

進一步，還在所述第一砂芯單體芯盒和/或第二砂芯單體芯盒和/或第三砂芯單體芯盒內部設置活塊，以形成具有與活塊對應結構的第一砂芯單體砂芯和/或第二砂芯單體砂芯和/或第三砂芯單體砂芯。

由于第一砂芯單體芯盒、第二砂芯單體芯盒、第三砂芯單體芯盒采用通用芯盒，制芯得到的兩個第一砂芯單體砂芯之間、或兩個第二砂芯單體砂芯之間、或兩個第三砂芯單體砂芯之間有小部分結構不一致時，采用增加活塊的方式來解決，將活塊放置在芯盒內部的適當位置，并與芯盒相對固定，然后使用該設置了活塊的芯盒來制芯，得到相應結構的單體砂芯。

對于環形鑄件考慮到其對稱性，將其砂芯對應芯盒整體通用，局部制作活塊互換，節約模具制作成本及模具儲存占用空間。

如圖3中，在該第二砂芯單體砂芯21上具有定位槽211的結構，而在其他第二砂芯單體砂芯上不具有定位槽211的結構，所以，在制造該具有定位槽211的第二砂芯單體砂芯21時，在第二砂芯單體芯盒內部設置一個活塊，該活塊的結構與該定位槽211具有相同的結構，然后使用該芯盒制芯，便得到了具有定位槽211的第二砂芯單體砂芯21。

進一步，在所述制作外模樣的步驟中，所述中箱外模樣60的內表面包括形成五級環鑄件101內壁的內表面、形成上下隔板鑄件102內壁的內表面、形成四級環上半鑄件內壁的內表面，以使由中箱外模樣60形成的中箱外模型腔的內壁包括形成五級環鑄件101的內壁、形成上下隔板鑄件102的內壁、形成四級環上半鑄件的內壁，所述下箱外模樣70的外表面包括形成四級環下半鑄件外壁的外表面，澆注完成后，形成的疊加鑄件包括從上向下連接為一體的五級環鑄件101、上下隔板鑄件102、四級環鑄件103。

進一步，在所述切割分型步驟之后還包括將四級環鑄件103和五級環鑄件101沿著左右隔板鑄件104處切割分離得到的四級環鑄件半環件105和五級環鑄件半環件106。

本發明實施例方法中的步驟可以根據實際需要進行順序調整、合并和刪減。

本發明實施例裝置中的模塊或單元可以根據實際需要進行合并、劃分和刪減。

以上所揭露的僅為本發明較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發明之權利范圍，本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例的全部或部分流程，并依本發明權利要求所作的等同變化，仍屬于發明所涵蓋的范圍。