本發(fā)明屬生產(chǎn)卡車推桿支架鑄造工藝領(lǐng)域，特別是一種鐵型覆砂鑄造卡車推桿支架的生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

鐵型覆砂鑄造是在金屬型(又稱鐵型)內(nèi)腔周圍覆上一層型砂(又稱覆膜砂)的一種鑄造工藝方法。它是金屬型鑄造和殼型鑄造兩種方法的結(jié)合。該工藝生產(chǎn)的鑄件具有尺寸精度高、輪廓清晰、機(jī)械性能好、節(jié)約人工、材料和設(shè)備、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。

在國(guó)外，德國(guó)、前蘇聯(lián)等國(guó)早已于60年代前后開(kāi)始把鐵型覆砂鑄造應(yīng)用于生產(chǎn)，主要用于生產(chǎn)球鐵曲軸、剎車轂、剎車盤、缸套、炸彈殼、坦克履帶和電機(jī)底座等30余種鑄件。

在國(guó)內(nèi)，鐵型覆砂鑄造工藝的應(yīng)用研究絕大部分都使用于曲軸或者球墨鑄鐵的生產(chǎn)。近幾年來(lái)，在全國(guó)已有近百家企業(yè)也應(yīng)用了鐵型覆砂鑄造工藝，生產(chǎn)的零件除球鐵曲軸外，還有汽車的凸輪軸、平衡軸、耐壓閥體、缸套，耐磨齒盤等30余種鑄件，而運(yùn)用該鐵型鑄造工藝技術(shù)來(lái)生產(chǎn)卡車推桿支架還是空白。

在我國(guó)廠家，都是采用高壓鑄造或者靜壓鑄造方法生產(chǎn)卡車推桿支架。該工藝雖然質(zhì)量上相對(duì)來(lái)說(shuō)還比較穩(wěn)定，但還是屬于砂型鑄造，在造型時(shí)還是需要煤粉，用砂量很大，生產(chǎn)環(huán)境還未得到完全改善；同時(shí)也存在著砂處理工部等一整套設(shè)備、材料倉(cāng)庫(kù)、型砂輸送、除塵等設(shè)備，工作環(huán)境比較差，不利于鑄造生產(chǎn)環(huán)保，而且設(shè)備投資大，成本高，所占用的面積也大。產(chǎn)品澆注并經(jīng)熱處理退火后，本體抗拉強(qiáng)度絕大多數(shù)達(dá)到或接近所要求牌號(hào)，如自硬樹(shù)脂砂鑄造卡車推桿支架QT600-10牌號(hào)，本體抗拉強(qiáng)度大多為600Mpa，硬度在177-189之間，用濕型砂工藝生產(chǎn)珠光體一般只有40-50，球化級(jí)別一般在3級(jí)，延伸率3～5％。但現(xiàn)今在汽車行業(yè)激烈競(jìng)爭(zhēng)下，各汽車廠家生產(chǎn)的卡車推桿支架要求越來(lái)越高，多種性能指標(biāo)要求達(dá)到或超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，例如該產(chǎn)品延伸率要求達(dá)10％以上。由于使用常規(guī)的砂型鑄造無(wú)法達(dá)到要求，必須另找出路。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種鐵型覆砂鑄造卡車推桿支架的生產(chǎn)方法，解決球鐵卡車推桿支架常見(jiàn)的組織疏松、表面質(zhì)量差、整體機(jī)械性能得不到保證的問(wèn)題，工藝流程簡(jiǎn)單，容易控制，降低成本。

本發(fā)明以如下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題：

一種鐵型覆砂鑄造卡車推桿支架的生產(chǎn)方法，工藝步驟如下：

(1)造型：

外砂箱采用鐵型，覆膜砂為樹(shù)脂砂，鐵型的內(nèi)腔按卡車推桿支架的形狀隨型制出，隨型覆砂層厚度為10mm-30mm；澆注系統(tǒng)有澆口杯、直澆口、橫澆口和濾網(wǎng)，采用封閉式澆口；上半模模樣的最高處射孔、四周圍芯頭都分別裝有氣孔針且均不穿出箱面；在鐵型的分型面上均勻分布有排氣槽；外模的上下模底板中間設(shè)有加熱裝置，模具溫度和鐵型溫度均控制在180-240℃，溫度達(dá)到要求后進(jìn)行射砂；

(2)砂芯：

卡車推桿支架的砂芯的組裝、上涂料并濾干、烘干條件與現(xiàn)有工藝一致，烘烤好的坭芯芯頭鉆出排氣孔；

(3)合箱：

吹干凈鑄型；然后用6mm封箱條圍住砂箱各合箱定位銷，在澆注系統(tǒng)濾網(wǎng)座裝上過(guò)濾網(wǎng)，上箱吹干凈后，進(jìn)行合箱，并扣上箱扣；澆口杯采用一次性陶瓷直沖漏斗澆口杯，安裝到鐵型時(shí)在接觸面抹一層專用鑄造粘膠粘牢，并放上澆口杯壓鐵等待澆注。

(4)澆注：

鐵水采用QT600-10牌號(hào)鐵水澆注，其化學(xué)成分質(zhì)量比為：

C：3.7～3.9％，Si：1.6～1.7％，Mn≤0.2％，Cu≤0.2％，Re：0.01％～0.02％，Mg：0.03％～0.05％；

澆注溫度控制在1420℃-1440℃，8件/型的澆注時(shí)間為9.5-10.5s；

(5)開(kāi)箱：澆注后25分鐘開(kāi)箱扣；鑄件凝固30分鐘后落箱，自由冷卻。

所述澆注系統(tǒng)的鐵水流道是由澆口杯到直澆道到橫澆道，再由橫澆道通過(guò)濾網(wǎng)后均衡分到內(nèi)澆口到鑄件；澆注系統(tǒng)各澆口總截面之比為：∑直︰∑橫︰∑內(nèi)＝1︰(0.75-0.78)︰(0.68-0.72)；濾網(wǎng)采用直孔陶瓷濾網(wǎng)。

所述上半模模樣最高處射孔裝的氣孔針外徑為Φ8mm，上半模四周圍芯頭的氣孔針外徑為Φ10mm，鐵型的分型面上的排氣槽為半圓形，直徑為Φ6mm。

所述射砂的射砂氣壓為0.35-0.40Mpa，固化時(shí)間為50-60S。

所述合箱的扣箱力為80-85N.M。

本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)在于：

使用本發(fā)明生產(chǎn)方法，出品率達(dá)82％以上，因鐵型使用了不含水分的樹(shù)脂砂做覆砂造型材料，從而消除了皮下氣孔缺陷；鐵水凝固過(guò)程中得到快速冷卻，消除了卡車推桿支架常有的組織縮松、疏松等缺陷，提高了卡車推桿支架鑄件的整體機(jī)械性能，滿足或超過(guò)目前卡車推桿支架生產(chǎn)要求的各項(xiàng)性能指標(biāo)；澆注后覆砂潰散性好，易清理，環(huán)保性好。整個(gè)工藝流程簡(jiǎn)單，容易采取措施和控制，產(chǎn)品的生產(chǎn)成本比砂型鑄造工藝生產(chǎn)要低30～50％，且適用于各種類型卡車推桿支架、汽缸蓋和排氣管等重要復(fù)雜零部件的生產(chǎn)和多種要求高質(zhì)量的其它大中小零件，應(yīng)用前景廣泛。

本發(fā)明卡車推桿支架的鐵型覆砂鑄造工藝具有工藝出品率高、組織致密不滲漏、綜合性能高、用砂量少、設(shè)備投資少、生產(chǎn)周期短、見(jiàn)效快、設(shè)備占用面積少、生產(chǎn)效率高、制造成本低、環(huán)保性好的優(yōu)點(diǎn)

具體實(shí)施方式

以下詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求保護(hù)范圍的限制。

本發(fā)明鐵型覆砂鑄造工藝是利用鐵型增加鐵水在鑄造過(guò)程中的冷卻速度，細(xì)化組織，提高了卡車推桿支架在壁厚不均情況下保證機(jī)體較厚部位或較厚凸臺(tái)、塔子的組織致密性。在同等熔煉鐵水的成分下，使用鐵型覆砂鑄造工藝生產(chǎn)機(jī)體比砂型鑄造工藝可以獲得更高的抗拉強(qiáng)度、硬度和更好的石墨形態(tài)和石墨大小級(jí)別，穩(wěn)定珠光體在50％以上。最重要的是提高了卡車推桿支架延伸率。

本發(fā)明卡車推桿支架的鐵型覆砂鑄造工藝與靜壓砂型鑄造工藝不同之處是在造型工序，本發(fā)明卡車推桿支架的鐵型覆砂鑄造工藝是采用專用的ZXTF-Z-1350*740造型主機(jī)自動(dòng)化生產(chǎn)線。按照鐵型規(guī)格要求，卡車推桿支架設(shè)計(jì)布置為8件/型，分上下模。該生產(chǎn)線額定生產(chǎn)率為15型/h,兩臺(tái)造型主機(jī)則為30型/h。砂箱是金屬型，內(nèi)腔是按照卡車推桿支架的形狀,留有覆砂層厚度并隨型制出，外模模底板下面設(shè)有加熱裝置，模具溫度和鐵型溫度均恒溫控制在180-240℃。造型采用覆膜砂，當(dāng)模具和鐵型溫度達(dá)到設(shè)定的溫度后，在鐵型內(nèi)腔周圍覆上一層薄薄的型砂。

由于覆膜砂是流動(dòng)干型的，無(wú)水分，經(jīng)過(guò)射砂表面硬化后，其表面光潔度很好，不用上涂料，而靜壓砂型鑄造工藝是屬濕型(潮型)鑄造，其表面需要上涂料才能保證鑄件的光潔度。因此鐵型覆砂鑄造工藝可以大量節(jié)約涂料成本。

以生產(chǎn)柳州五菱卡車推桿支架為例，采用靜壓鑄造生產(chǎn)工藝時(shí)，造型用砂量單臺(tái)為622kg以上，而用鐵型覆砂工藝生產(chǎn)卡車推桿支架(8件/型)時(shí)，鑄造造型單臺(tái)使用砂量?jī)H需18-20kg左右；若按目前價(jià)格計(jì)算成本的話，年產(chǎn)20萬(wàn)件光造型用砂量可以節(jié)約80萬(wàn)元以上。而這種規(guī)模的鐵型覆砂鑄造生產(chǎn)線比國(guó)內(nèi)靜壓生產(chǎn)線減少投資1500萬(wàn)元，比進(jìn)口靜壓生產(chǎn)線減少投資2000萬(wàn)元以上。

本發(fā)明卡車推桿支架的鐵型覆砂鑄造工藝具有工藝出品率高、組織致密不滲漏、綜合性能高、用砂量少、設(shè)備投資少、生產(chǎn)周期短、見(jiàn)效快、設(shè)備占用面積少、生產(chǎn)效率高、制造成本低、環(huán)保性好等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，其不足之處是各種鐵型砂箱沒(méi)有通用性、受設(shè)備影響單天產(chǎn)量偏低。

采用本發(fā)明方法生產(chǎn)9002778柳州五菱卡車推桿支架，具體工藝步驟如下：

1.造型

造外型采用鐵型覆砂鑄造工藝進(jìn)行。外砂箱采用鐵型，覆膜砂是采用相變砂，即舊砂回收后處理再重新覆膜，鐵型鑄造工藝按照8件/型進(jìn)行設(shè)計(jì)，鐵型的內(nèi)腔是按照卡車推桿支架的形狀隨型制出，試制時(shí)隨型覆砂層厚度為8mm。澆注系統(tǒng)的鐵水流道是由澆口杯到直澆道到橫澆道，再由橫澆道通過(guò)濾網(wǎng)后均衡分到內(nèi)澆口到鑄件；澆注系統(tǒng)采用封閉式澆口，其各澆口總截面之比為：∑直︰∑橫︰∑內(nèi)＝1︰(0.75-0.78)︰(0.68-0.72)；濾網(wǎng)采用直孔陶瓷濾網(wǎng)。在克服鐵型工藝缺點(diǎn)排氣問(wèn)題上，在上半模模樣最高處射孔裝有外徑Φ8mm的氣孔針，上半模四周圍芯頭分別裝有外徑Φ10mm氣孔針，且都不穿出箱面；在鐵型的分型面上均勻分布有直徑Φ6mm的半圓排氣槽。外模的上下模底板中間都分別設(shè)有加熱裝置，模具溫度和鐵型溫度均控制在180-240℃；待溫度達(dá)到工藝要求后進(jìn)行射砂，射砂氣壓為0.35-0.40Mpa，固化時(shí)間為50-60S，射砂后的覆砂層顏色控制為棕褐色。在連續(xù)生產(chǎn)時(shí)，經(jīng)澆注后的鐵型必須經(jīng)過(guò)水冷后達(dá)到溫控要求時(shí)才能進(jìn)行循環(huán)使用(測(cè)溫采用紅外線進(jìn)行)。

2.砂芯

采用鑄型吊芯方式，直接射出；

3.合箱

箱前檢查鑄型質(zhì)量，保證鑄型符合要求并用壓縮空氣吹干凈鑄型；然后用6mm封箱條圍住砂箱各合箱定位銷，在澆注系統(tǒng)濾網(wǎng)座裝上過(guò)濾網(wǎng)，上箱吹干凈后，進(jìn)行合箱，并扣上箱扣，合箱的扣箱力為80-85N.M。澆口杯采用一次性陶瓷直沖漏斗澆口杯，安裝到鐵型時(shí)在接觸面抹一層專用鑄造粘膠粘牢，并放上澆口杯壓鐵等待澆注。

4.澆注

采用QT600-10牌號(hào)鐵水澆注，其化學(xué)成分質(zhì)量比為：

C：3.7～3.9％，Si：1.6～1.7％，Mn≤0.2％，Cu≤0.2％，Re：0.01％～0.02％，Mg：0.03％～0.05％；

澆注溫度控制在1420℃-1440℃，澆注時(shí)間(8件/型)為9.5-10.5s；待澆口杯鐵水成糊狀時(shí)打斷澆口杯；

5.開(kāi)箱

澆注后25分鐘開(kāi)箱扣；鑄件凝固時(shí)間為35分鐘時(shí)落箱，落箱后的鑄件為暗紅色，然后自由冷卻到室溫。

6.檢驗(yàn)結(jié)果

鑄件經(jīng)過(guò)清理拋丸后，不經(jīng)過(guò)熱處理，直接鑄態(tài)解剖鑄件檢測(cè)得到結(jié)果如下：

1)卡車推桿支架各個(gè)部位金相組織和硬度情況如下：

2)機(jī)械性能

性能檢測(cè)附鑄試塊，具體情況如下：

用本發(fā)明的鐵型覆砂方法鑄造卡車推桿支架，在滿足性能要求的條件下可以減少或者不用加入合金，如Cu合金可以由原來(lái)的0.7～0.8％減少到0.2～0.3％。

實(shí)踐說(shuō)明：運(yùn)用本發(fā)明的方法生產(chǎn)卡車推桿支架，本體機(jī)械性能比砂型鑄造本體要求牌號(hào)要高出一個(gè)牌號(hào)以上，從而保證滿足日益發(fā)展的汽車制造行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)要求。

用本發(fā)明的方法，不僅可以生產(chǎn)出蠕墨鑄鐵或球墨鑄鐵汽車零部件、汽缸體、缸蓋、排氣管等高質(zhì)量的汽車重要零部件，還可以用于各行各業(yè)的機(jī)械制造，如航空、鐵路機(jī)車車輛、農(nóng)用機(jī)械、建筑機(jī)械和軍工等等需承受高強(qiáng)度、高韌性、高致密性、高耐磨的大中小零件的生產(chǎn)。