生产集装箱角件的新工艺方法 本发明涉及一种交通运输技术领域的集装箱角件的生产工艺方法。
集装箱的生产离不开角件，角件是生产集装箱的重要铸件，它的通用性强，我国现行生产的5t、10t、20t集装箱所使用的角件都是统一尺寸。多年来，角件的生产都是采用石蜡熔模铸造而成的，但石蜡熔模铸造存在很多缺点如：
(一)生产周期长，石蜡熔模的生产工艺一般都要经过：配制模料—压模—修模—模组组装—硬化处理—制壳—脱模处理—型壳焙烧—保温浇铸等多道工序，如小批量生产，按常规把以上工序全部完成，则需要2—3天才能完成，若是大批量生产则需很多人平行作业，因而生产效率低。
(二)生产成本高。用石蜡熔模铸造首先要搞易熔合金压模，生产量大则需要多组压模，制造压模必需用贵重金属锡和铋，而锡和铋的市场价格都在万元以上/吨。且它所使用的主要材料石蜡和硬质酸的价格也在四千元/吨以上，制壳用的石英砂的价格也不低于500元/吨，而且不能回收或很难回收，所以石蜡熔模铸造的价格在8—10元/公斤。由于各种主要消耗材料的价格高、复用率低，因此，生产成本高。
(三)生产工序多，工艺复杂、成品率低、石蜡熔模制造的生产工艺比较复杂，从石蜡的配料到蜡模的成型就三、四道工序，尤其是制壳一项就分多道工序，要想保证每道工序都完成得完美无缺是不可能的。因此，它的最大缺点就是成品率低，一般成品率在60—85％左右。
(四)生产环境要求高，产品质量不稳定，石蜡熔模铸造的最大优势就是重量小，难加工，形状复杂的，精度要求高地铸件。而集装箱角件重约12公斤，属中等铸件，且形状简单，表面积大，如果用石蜡熔模铸造保证产品质量，那么，生产车间的温度应严格控制在20℃上下，据我们所知，国内这样的生产厂家还很少因此当温度较高和较低时，尤其是夏季压制的蜡模就会产生变形，有变形则生产的铸件几何尺寸就不合格，石蜡熔模铸造就失去了最大优势，产品质量就很难有保证。
(五)生产用材料的再利用率低，石蜡熔模铸造的主要消耗材料是石蜡、硬脂酸及石英材料，石蜡虽然可以回收，但在硬质酸的作用下，使用后便失去原有性能，使石蜡变脆，变质而无法使用。石英材料是制壳的主要材料，基本上也是一次使用后不能复用，这也是生产成本高的重要因素
本发明的目的在于提供一种生产集装箱角件的工艺方法，使生产周期短，生产成本低，生产工艺简单、工序少、成品率高，对生产环境要求不高，产品质量有保证，生产消耗材料的再利用率高。
本发明的目的是这样实现的：
在集装箱角件的生产上，采用了金属模砂型新工艺代替石蜡熔模制造的生产方法。
具体工艺为：原砂处理—金属模制造—造型、芯工艺—烘干—组型及浇铸。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
一、型芯砂的选择，根据角件的表面粗糙度要求比一般砂型铸件要求高，原砂的二氧化硅(sio2)含量必须在97％以上，以确保砂型的耐火度。经试验湖南长沙“坪塘”及“莲花”砂场的砂比较合乎条件，原砂的颗粒度应在70—140目范围内。原砂的颗粒度过大，会影响铸件的表面粗糙度；过小则铸件易产生气孔，砂眼，砂型的强度降低。
二、原砂处理：
1、原砂进厂后，在使用前应进行干燥处理，使其含水量低于0.5％以下。
2、水玻璃；即用碳酸钠(Na2CO3)与硅砂(sio2)烧成的化学物硅酸钠水溶液。春秋天用模数2.2—2.5；夏天用模数2.0—2.4的，一般浓度Be48°—50°为适宜。
3、陶土；又称膨润土，一般以辽宁黑山产的陶土为最好，其胶质介在90％以上
以上三种原村料为基本消耗材料，然后经轮碾式混砂机混制，即先加入原砂，均匀搅拌后加入6—9％水玻璃，8—10分钟芯砂即可混好。如混外型砂，其工艺是先加入原砂，再加入水玻璃6—10％，混碾2—3分钟，再加入陶土1—2％混碾8—10分钟，即可造型
三.金属模制造
先按图纸所算尺寸加余量做木模，后用硅铝合金熔化后浇砂模，经机加工后，做成角件的金属模，要求表面粗糙度为0.8—3.2，留足收缩量，型、芯定位准确，合型后无间隙。
四、造型、芯工艺
将合格的金属模组合好，把混好的砂置于型内，捣实，捣紧，用工具修光，修平，保证砂型表面平整光滑。对于砂芯则要求在砂型造好后，用二氧化碳吹入固化，一般以手感为准。气体吹入时间太长，芯砂较硬，但金属型不好去掉；时间太短则芯砂不固化，操作人中应根据天气情况而变化吹入时间。
见附图：附图1为金属模砂型型芯示意图。
附图2为金属模砂型型壳示意图。
附图3为型芯型壳组型后串浇图
附图4为铸钢角件结构图
图中：1、型芯模外壳，2、砂型芯，3、右型板，4、上左型板，5、上右型板，6、后型板，7、前型板，8、左型板，9、型壳内腔模具，10、型壳外壳模型，11、燕尾板，12、外壳砂型，13、后模板，14、浇口模板，15、堵板，16、浇口坯。
(一)型芯的模型结构及工作原理：
如图1所示：由于型芯不准许有拔模斜度，角处有圆弧。芯头的要求必须在制作芯板时，达到上列要求，外壳起到把模板固定位置，而造型的目的，
操作方法；把型板按规定位置放入外壳内，装砂后捣实，冲二氧化碳气速固，然后把型翻转为口向下，把型芯模外壳1，提起，然后顺序去掉后型板6，左型板8，前型板7，右型板3，上左型板4，上右型板5。即造成了所需要的型芯。
制造要求：(1)按图纸几何尺寸增加1.75％的收缩量，设计各部分尺寸。
(2)型板的拔模斜度为0.5度
(3)芯头部分，分为两部分，一部分为孔的壁厚，不准有斜度，另一部分为固定芯头斜度可以大些，因而必须用特殊刀具加工。
(4)为了达到耐磨的目的，模具均用合金铝制做
(二)型壳的模型结构及工作原理：
如图2所示；由于砂型壳的后部，即为浇注时的下部，不充许有斜度，故用后模板保证拔模斜度，及型壳的垂直度，型腔后面是标号位置，故用燕尾板达到平行退移的目的，为了串浇，前边加浇口模板。
操作方法：(1)把燕尾板11装入型壳内腔模具9上，放入型壳外壳模型10内，再把后模板13，浇口模板14装入型壳外壳模型10内位置。
(2)装砂、捣实后，翻转在托型板上，按住燕尾板11向上提型壳内腔模具9
(3)把燕尾板11向前平移后向上拿出，然后提起型壳外壳模型10
(4)拿去后模板13，浇口模板14，即得到外壳砂型12。
制作要求：(1)按图纸几何尺寸加1.75％，设计内腔尺
(2)芯头比型芯芯头设计要留0.3—0.5mm间隙。
(3)砂型壳在设计时，最薄处不得低于30mm。
(4)型壳外壳膜具10内侧不易太光，一般达到12.5为好。型壳内腔模具9要求光滑，一般达到1.6 。为好。
(5)燕尾板4模斜度不得超过0.5度。
(6)为了达到准确尺寸，及耐磨，要求用合金铝制做。
(三)砂型的组装：
(1)把型芯装入型壳内，靠芯头的支撑留下空间与砂芯和型壳的深度差，做为底面，形成角件的空间型，补芯头缺口
(2)把组装的砂型如图3立起来，一个个排紧，一端放浇口坯16、一端放上堵板15，顶紧就可浇注。
(3)浇注后经过清砂，割浇口，得到铸角件如图4所示。
五、烘干
为了使造好的砂型芯充分干燥，增加型芯的干强度，加快生产的连续性，就必须进行人工烘干，一般的烘干炉均可，时间1-2个小时，烘干温度为200—250°为最好，保温1个小时，使砂型核心干透，砂型可达要求强度如若温度过低或过高，砂型硬度都将受到影响。
六、组型及浇铸。
组型是将烘干的外砂型和砂芯组合起来，形成一个浇铸空间，所以应特点注意。
1.检查砂型的破损情况，合口的平面度及清理残存在型腔的浮砂。
2、下砂芯时应将合口面磨平，下到位置，摆放正确，检查壁厚情况。
3、多个砂型应摆放在浇铸平台上，形成串浇。型与型之间拼合时应无缝隙，并且两端要压紧，合开面要用水玻璃沙堵严，浇口圈放在一端即可浇注。
4、浇铸时，应使钢水均匀而平稳地流入型腔，不可中断以防钢渣流入型腔中。
实践证明用金属模砂型铸造生产角件的方法有如下优点。
(一)生产周期短。
金属模砂型铸造的生产工艺为：原砂处理—制型芯—烘干—组模—浇铸。与石蜡熔模铸造相比工序缩短了近1/2，一般情况下都是当班造型当班就可浇铸成形，生产效率高。
(二)生产成本低。
由于金属模砂型铸造所使用的主要消耗材料：原砂为几十元/吨，水玻璃为4元/公斤，且工序简单，生产率高。所以和石蜡熔模相比只有它的成本的1/2左右
(三)生产工艺简单、工序少、成本率高
金属模砂型铸造的生产工序只有石蜡熔模铸造工序的1/2左、右，操作工人按照配方比例都可以撑握，每一道工序只是熟练问题，而且砂型都经过烘干后浇涛，所以成品率比石蜡熔模铸造成品率高出10—15％左右。
(四)对生产环境要求不高，产品质量有保证。
新改进的金属模砂型铸造技术是在砂铸的基础上，因此它不需要很特殊的环境要求，原有的手工造型场地即可，不受气温变化的影响。尤其是造好的砂型经烘干后不变型，硬度高，使生产的产品在几何形状，尺寸公差等质量上能有保证。
(五)生产消耗材料的再利用率高。
经过浇铸使用过的旧砂，除部分烧焦外其余的型砂可以用水洗，烘干的方法重新使用；如不具备条件可卖给建筑单位使用，其回收率在原价值的30—40％左、右。由于使用后的主要材料利用率高，使得生产成本大大降低。
通过上以对比分析可以看出，金属模砂型铸造在集装箱角件上的使用优势超过了石蜡熔模铸造，质优价低的角件将占领集装箱市场。