覆膜砂型芯负压铸造转向节叉工艺的应用

科技创新与应用 l 2 0 1 3年第8期

科技创新

覆膜砂型芯负压铸造转向节叉工艺的应用朱景芝

(河南省新乡市鼎宏机械有限公司，河南新乡 4 5 3 0 0 0 ) 摘要：介绍了球铁 Q T S O 0— 7汽车转向机节叉采用覆膜砂型芯负压铸造工艺；简述了模具参数，覆膜砂选用，型芯组合装箱，陶瓷过滤器放置，负压浇注工艺，热处理工艺的确定；分析了工艺的优势与不足。 关键词：球铁；覆膜砂；负压铸造；工艺

新乡市鼎宏机械有限公司是以消失模铸造工艺为主，以覆膜砂、 呋哺树脂砂、失蜡熔模铸造工艺为辅的生产各种牌号的球墨铸铁、灰铸铁、抗磨铸铁等类铸件的专业铸造公司。主要为二汽配套生产 Q T 4 5 0— 1 0汽车零部件毛坯和湖北大禹阀门公司的 Q T 4 5 0— 1 0阀体、 阀盖、阀芯整套阀门毛坯，其中 3寸美标阀门全部出口。 2 0 1 2年，我公司与中航工业新航转向机公司共同开发转向机节叉毛坯项目。月生产量 1 0万件，采用覆膜砂型芯负压浇注工艺，批量生产取得了成功。 1汽车转向机节叉概述与工艺选择 1 . 1 Q T S O O一 7转向机节又毛坯技术要求目前，生产四个型号转向机节叉，重量 0 . 1 8— 0 . 2 7 k g,材质 Q T S O 0— 7,硬度 H B 1 7 0— 2 2 9,目标控制 H B 1 8 0— 2 0 0,硬度差小于 H B I O,球化率> 8 5%,球化级别 1 - 3级，表面粗糙度要求达到消失模铸造的粗糙 度。铸件轮廓尺寸： 6 2+ 0 . 5 x 4 1 . 5+ 0 . 5 x 3 0 . 5+ 0 . 5。主要壁厚 7 a r m,不准有夹渣、气孔等缺陷。铸件的难点是尺寸精度高，表面粗糙度要求高，属于汽车一类安全铸件。根据铸件数量大重量轻要求高的特点，我公司对毛坯工艺进行了探讨与选择。 1 . 2转向机节叉毛坯的试制与工艺确定 1 . 2 . 1熔模精密铸造工艺对于几百克的小件，推荐熔模精密铸造工艺。采用水玻璃粘接剂， 石英砂粉为耐火骨料， 4— 5层壳传统精密熔模铸造工艺。节叉粗糙度达到要求，尺寸严重超差，主要是在浇注过程中，出现型壳开裂的数量较多。经查型壳有足够的强度，铸钢件型壳不开裂。我们认为是

球墨铸铁凝固过程中的体积膨胀造成型壳变形或开裂，导致尺寸超差或跑火，放弃熔模铸造工艺。 1 . 2 . 2消失模铸造工艺转向机节叉毛坯，均有 3 a r m的开口，涂挂三遍涂料后， 3 a r m的开口余有 2 am左右， r干砂不能震实，涂料支撑不了铁水冲击，使两平面铁液串门，导致铸件报废。消失模铸造工艺有批量生产的优势，能达到铸件尺寸精度和表面粗糙度的要求，无法解决 2 am开口处铁液串 r门问题。在开口处预先用呋喃树脂自硬砂填满，一是工作量太大，二是白模变形，消失模铸造工艺不能直接用于节叉毛坯的批量生产。 2覆膜砂型芯转向机节叉负压浇注工艺 2 . 1覆膜砂型芯模具参数的确定模具材质使用导热性较好的灰铸铁 H T 2 0 0。浇注组元尺寸与布局。浇注系统放置陶瓷过滤器，采用封闭式浇注系统，各组元的尺寸为直浇道+ 3 2,横浇道 3 8 x 2 7,每件内浇 E l 4 x S x 2,∑直：∑横：∑内= 1: 1 . 3: 0 . 8;起模斜度：铸件 1。,壳型边沿 8。;收缩率： 0 . 3— 0 . 6%;分型负数：

过滤器座大口(外径) 7 4 x (内径 ) 0 0 5 4 x (高) 4 3,带有装过滤器的台阶， 小1: 3 (外径 )+ 5 3 x (内径 )+ 3 3 x (高) 4 3,装过滤器时，先在过滤器的外径上用纸胶带封闭外圆，防止砂子进入过滤器，再用粘接剂将过滤器粘接组装在基座上，然后将过滤器组件用呋喃树脂砂固定在上层型壳上，待下芯合型装箱组合时使用。2 . 3 . 2装箱与型芯组合在负压箱中放 2 0 0厚底砂震实刮平，将覆膜砂型芯在负压箱中 下芯组合，叠高 1 0层，层与层之间的缝隙用纸胶带密封，防止抽负压时砂尘进入型腔，每组间隔 8 0— 1 0 0,然后放干砂震实，砂箱上口用塑

料薄膜密封，塑料薄膜上面放浇口杯，浇口杯周围平摊 5 0厚砂子，防止浇注时溅出铁液，烧坏密封的塑料薄膜，造成负压达不到要求。2 . 4熔化与负压浇注工艺 2 . 4 . 1配料与熔化

为保证铸件质量，我公司采取合成高韧.『生铁素体球铁的生产工艺，加大一级废钢用量，添加相应增碳剂，减少新生铁用量或不用

新生铁，配入适当回炉料，控制铁水含硫量。配料比例：废钢 7 0 o/ o,回炉料3 0%,增碳剂 3 . 3%,适当硅锰铁，预留废钢 1 5 0 K g作为调整成分使用。炉前用天津汇丰生产的炉前铁水质量管理仪，型号 H F一 2 0 0 0 T,快速检测铁液成分，含碳量低时，直接向炉内加增碳剂，碳吸收率按加到炉底的 5 0%计算，含碳量高时，向炉内加入废钢。 原铁液成分控制： 3 . 6— 3 . 8%C, 1 . 4— 1 . 6%S i, (最终控制 2 . 4— 2 . 6 1, Mn≤ 0 . 3%, P≤0 . 0 3 5%, s≤0 . 0 2 5%。硅含量可以在出铁水孕育时调整。出炉铁液温度控制为 1 5 5 0— 1 5 7 0。 C。采用无锡永新专用稀土镁硅球化剂， 成分为： R E 1 . 7— 2 . 1%, M g 5 . 2~ 6 . 1%, S i 4 1 - 4 4%,微量元素适量。使用 5 0 0 K g堤坝式球化包，经过球化拔渣到达浇注工位实测铁液降温 8 0— 1 2 0。 C。考虑到泡沫陶瓷过滤器的影响，浇注温度定为 1 4 3 0 - 1 4 5 0。 C。 2 . 4 . 2浇注与负压浇注随流孕育 O . 1%,粒度 1 0 0— 2 0 0目 7 5硅铁。使用含钡孕育剂效果更好；负压控制 0 . O 1— 0 . 0 1 5 MP a,防止铸件粘砂。铸件铸态金相组织为基体为铁素体+珠光体，球化级别 2— 3级，石墨大小 6 - 8级。 2 . 5热处理工艺热处理工艺为 4 0 0。 C以下装炉，升温速度￣<2 0 0。 C/ h。 6 0 0。 C,保温 2 . 5— 3 h, 2 5 0。 C出炉空冷。铸件与试块同时热处理。测得铸件最薄处H B 1 8 3,最厚处 H B 1 8 0; Y型试块 H B 1 8 0,￣ r b= 5 l 5 MP a, 8= 1 6%。 3结束语

生产实践表明，覆膜砂型芯负压浇注球铁转向机节叉毛坯工艺可行。解决了叠高 1 0层浇注跑火的问题，解决了字迹模糊、部分铸件 0 . 2。 尺寸超差，凹槽成形不理想的问题。负压浇注加快了铁液充型速度， 2 . 2覆膜砂与涂料的选用加大了型壳强度，提高了铸件密度，明显比非负压浇注的毛坯棱角分 2 . 2 . 1覆膜砂的选用明、字体清晰，尺寸精度

高。采用负压浇注工艺，型壳外有砂子充填负转向机节又毛坯尺寸精度高，表面粗糙度要求高，砂芯最薄一块压紧实，浇注过程中型壳不会开裂跑火。该工艺已投入批量生产。需 3 0 x 2 5 x 3。选用粒度 1 4 0/ 7 0,流动洼好，高强度，低膨胀，低发气商品覆要改进的是减薄型壳厚度，降低砂铁比，降低成本。 参考文献膜砂。技术参数：砂子粒度 1 4 0/ 7 0;树脂加入量 1 . 5— 2%;常温抗拉强度 5 . 1 MP a;热态抗拉强度 2 . 6 M P a;热膨胀率 1 0 0 0。 C, 0 . 6%;固化时间【 1】李远才，等.覆膜砂制型(芯)技术『 M 1 .北京：机械工业出版社， 2 0 0 7:9 0 s;发气量 8 5 0。 C, 1 3 m l/ g。1 6 4—1 7 2 .

2 . 2 . 2涂料与施涂方法采用兼顾光洁与防粘砂的酒精涂料，在型壳上套模板喷涂料，避免喷到芯头和影响型芯组合的部位。喷涂压力 0 . 3— 0 . 5 MP a,涂料密度 1 . 2— 1 . 4加m ,喷涂~遍，涂料厚度约为 O . 1 5左右，粗糙度达到要求，铸件与浇注系统不出现粘砂现象。 2 . 3陶瓷过滤器放置与型芯组合装箱 2 . 3 . 1陶瓷过滤器选用与放置。 选用碳化硅质 1 5 P P I陶瓷过滤器，带座水平放置浇口杯下面。过滤器尺寸￣ 6 0 x 2 2,铁水通过量 2 5— 3 5 K g,流速 2 k 。既能满足 1 0层

f 2 1刘玉满，刘翔.消失模空壳铸造 振动浇注及生产实用技术百例新解[ M] .北京：化学工业出版社， 2 0 1 0: 4 1 - 4 2 . [ 3]中国机械工程学会铸造分会 .铸造手册：第5卷铸造工艺[ M 1 _ 1版.北京：机械工业出版社. 1 9 9 4: 1 9 5— 2 0 0 .

f 4]中国铸造协会 .铸造工程师手册『 M 1 _ 3版，北京：机械工业出版社，2 01 0: 52 4— 53 9

f 5]洪利兵 .铸态合成高韧性铁素体球铁的生产工艺 f J 1 _铸造技术，2 0 0 0, 4: 29— 3 0.

作者简介：朱景芝 ( 1 9 5 8一 ),男，河南新乡人，学士，工程师，主要 1 0 0个节叉毛坯和浇注系统的铁水用量，又能满足铁水充型速度。过从事灰铁、

球铁，高铬铸铁熔炼和砂型与消失模铸造工艺应用研究。 滤器座使用覆膜砂成形的喇叭口形状的大口端带有台阶的成型座，

一

一

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/s8vi.html