CN101823140B - 轿车离合器压盘铸件的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
轿车离合器压盘铸件在垂直造型生产线上的生产优化工艺，其步骤包括混砂、造型、炉料熔炼、出铁孕育处理、浇注、冷却、开箱、铸件清理；其中造型工序中，两个及两个以上铸件毛坯水平对称布置，浇注铁液经过浇口杯和上层横浇道进入直浇道，直浇道从铸件型腔中间经过再进入下层横浇道，然后经过从型腔的下侧对称进入型腔。本发明生产出的压盘铸件的单铸试棒抗拉强度≥250MPa，铸件本体的抗拉强度≥200MPa，铸件本体硬度为170～241HBS；产品金相组织以A型石墨为主、石墨长度4～6级，基体组织为95％以上的细小珠光体及少量铁素体；铸件各部位没有任何铸造缺陷，完全满足轿车离合器压盘铸件的各项技术要求。
Description
技术领域
本发明涉及铸造领域，特别涉及一种轿车离合器压盘铸件的生产工艺。
背景技术
轿车离合器压盘铸件，其材料牌号为HT250，化学成分要求为：C3.1～3.5％、Si 1.8～2.4％、Mn 0.4～0.8％、P≤0.35％、S≤0.125％；产品金相组织要求：A型石墨为主、石墨长度4～6级，基体组织要求珠光体≥95％；机械性能要求：单铸试棒抗拉强度≥250MPa；铸件本体抗拉强度≥200MPa；铸件本体硬度为170～241HBS，铸件各部位不允许有任何铸造缺陷。
现有生产工艺的两个压盘铸件在垂直生产线上的工艺布置是在直浇口两侧一高一低的工艺布置，这样两个铸件的铁液充型过程完全不同，从而造成两个铸件的质量状态不相同：(1)两个铸件的温度场状态不同而产品的硬度有差异；(2)由于温度状态不同而需要设置冒口进行补缩，降低了产品的工艺出品率(只有55％)；(3)不对称的工艺布置，造成铁液进入型腔的不稳定，从而造成夹渣、冲砂等铸造缺陷，废品率居高不下。
发明内容
本发明的目的是提供一种轿车离合器压盘铸件的生产工艺，以使生产出的轿车离合器压盘铸件能够满足上述技术要求。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
轿车离合器压盘铸件的生产工艺，其步骤包括混砂、造型、炉料熔炼、出铁孕育处理、浇注、冷却、开箱、铸件清理；其中，造型工序中，两个及两个以上铸件毛坯水平对称布置，浇注铁液经过浇口杯和上层横浇道进入直浇道，直浇道从铸件型腔中间经过再进入下层横浇道，然后经过从型腔的下侧对称进入型腔；所述的炉料熔炼步骤包括配置炉料和熔炼，炉料配置质量百分比为：生铁20～30％、回炉铁50～60％、废钢20～30％；熔炼采用中频感应电炉进行铁液熔炼，熔炼温度为1460～1550℃；所述的出铁孕育处理工序包括出铁和硅钡一次孕育处理两个步骤；所述的浇注工序中，浇注温度控制在1320～1450℃；并在浇注时用硅锆孕育剂进行二次随流孕育。
另外，本生产工艺在垂直造型生产线上实施。
再有，铸件型腔上部均设置了出气片。
所述的炉料熔炼步骤包括配置炉料和熔炼，炉料配置质量百分比为：生铁20～30％、回炉铁50～60％、废钢20～30％；熔炼采用中频感应电炉进行铁液熔炼，熔炼温度为1460～1550℃；
所述的出铁孕育处理工序包括出铁和硅钡一次孕育处理两个步骤；
所述的浇注工序中，浇注温度控制在1320～1450℃；并在浇注时用硅锆孕育剂进行二次随流孕育。
进一步，压盘铸件的化学成分质量百分比为：C 3.1～3.5％、Si 1.8～2.4％、Mn 0.4～0.8％、P≤0.35％、S≤0.125％、Cu 0.1～0.4％、Sn 0.02～0.06％、Fe余量和不可避免杂质。
所述的硅钡一次孕育处理步骤所用的硅钡孕育剂的加入量为熔炼出铁量的0.30～0.60％；硅钡孕育剂的化学成分质量百分比为：Si 60～70％、Ca 0.5～3.0％、Ba 1.0～6.0％、Al 1.0～3.0％、Fe余量和不可避免杂质。
所述的硅钡孕育剂的粒度为：3～10mm。
所述的浇注时用硅锆孕育剂进行第二次随流孕育的孕育剂加入量为浇注铁液量的0.05～0.20％；硅锆孕育剂的化学成分质量百分比为：Si70～78％、Ca 0.5～2.5％、Zr 1.3～2.5％、Al 0.5～1.5％、Fe余量和不可避免杂质。
所述硅锆孕育剂的粒度为：0.10～0.7mm。
本发明的型板工艺特点是：
(1)两个铸件毛坯水平对称布置，铁液进入型腔的内浇道及排气的出气片等均对称布置，这样两个铸件的铁液充型过程完全相同，从而保证两个铸件的质量状态完全相同；
(2)浇注铁液经过浇口杯和上层横浇道进入直浇道，直浇道从两个铸件型腔中间经过再进入下层横浇道，然后经过宽而薄的内浇道从型腔的下侧对称进入型腔。这样的浇注系统具有这样的优点：
①两层横浇道，对铁液的挡渣效果好，不易产生夹渣缺陷；
②铁液进入型腔平稳，不易产生冲砂缺陷；
③内浇道很薄，易于清理，不易产生带肉缺陷；
(3)两个铸件型腔上部均设置了出气片，保证铁液在充型过程中型腔内的空气排出通畅，避免了产品产生气孔缺陷；
(4)本发明采用了无冒口工艺，工艺出品率比老工艺有了明显提高，工艺出品率达到了65％，从而降低了产品生产成本，提高了经济效益；
(5)产品生产工艺优化的的结果是使压盘铸件的产品质量得到优化，其综合铸造废品率保持在3.50％以下，其中包括产品在客户加工时的铸造责任废品率保持在1.50％以内，获得了客户的好评。
采用本发明所述的铸造方法以后，在满足压盘铸件化学成分要求前提下，生产出的压盘铸件的单铸试棒抗拉强度≥250MPa，铸件本体的抗拉强度≥200MPa，铸件本体硬度为170～241HBS；产品的金相组织为以A型石墨为主、石墨长度为4～6级，基体组织为95％以上的细小珠光体及少量铁素体；铸件各部位没有任何铸造缺陷。完全满足轿车离合器压盘铸件的各项技术要求。
附图说明
图1为本发明实施例轿车186型离合器压盘毛坯的示意图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3为本发明实施例轿车186型离合器压盘型板布置示意图；
图4为图3的B-B剖视图。
具体实施方式
本发明以轿车186型压盘铸件的典型型板布置工艺来说明，压盘铸件结构请见图1、图2，型板工艺布置请见图3、图4。
实施例1
本发明轿车离合器压盘铸件在垂直造型生产线上的生产工艺，包括如下步骤：
1、混砂造型
混砂工序是在砂处理系统内完成的，混制完的型砂经皮带输送机送到造型机上方的储砂斗中，然后定量射入造型机的压实腔内，由造型机进行压实后起模，完成造型任务后推出，等待铁液浇注。
其中，两个铸件毛坯水平对称布置，铁液进入型腔的内浇道1及排气的出气片2等均对称布置，这样两个铸件的铁液充型过程完全相同，从而保证两个铸件的质量状态完全相同；参见图3～图4；
浇注铁液经过浇口杯3和上层横浇道4进入直浇道5，直浇道5从两个铸件型腔6中间经过再进入下层横浇道7，然后经过宽而薄的内浇道1从型腔6的下侧对称进入型腔6。
2、炉料熔炼
先配置炉料，炉料的重量配比为：20％的生铁、60％的回炉铁、20％的废钢；然后把配置好的炉料投入中频感应电炉进行铁液熔炼，熔炼温度为1500℃，静置保温5～10分钟，让铁液中的杂质充分漂浮上来，用聚渣剂聚集后扒出炉外，不让这些杂质带到处理的铁液中。
3、出铁孕育处理
包括出铁和硅钡孕育处理两个步骤，铁液在1500℃静置扒渣后即用250kg浇注包出铁液，在出铁液时，随着铁液流加入0.45％的硅钡孕育剂进行孕育处理，最后进行搅拌及扒渣后盖上覆盖剂去进行浇注。其中硅钡孕育剂的化学成分质量百分比为：Si 63.2、Ca 0.56、Ba 3.41、Al 1.78及Fe余量；产品的最终化学成分质量百分比为：C 3.35、Si 1.95、Mn 0.75、P 0.042、S 0.08、Cu 0.12、Sn 0.055及Fe余量。
4、浇注
在待浇的铸型浇注区，用250kg浇注包进行浇注。铁液的浇注温度为1340℃，在铁液浇注过程中，通过漏斗进行第二次孕育-随流孕育，加入硅锆孕育剂0.10％，孕育剂粒度为：0.2～0.7mm，孕育剂的化学成分质量百分比为：Si 71.4、Ca 2.50、Zr 1.35、Al 0.55及Fe余量。
5、冷却开箱
6、铸件清理
7、质量检验
检验不合格的产品淘汰作废，合格的进入铸件毛坯合格品仓库。
产品牌号为HT250，检测结果：单铸试棒抗拉强度≥250MPa；铸件本体抗拉强度≥200MPa、铸件本体硬度为170～241HBS；产品的金相组织以A型石墨为主、石墨长度4～6级，基体组织为95％以上的细小珠光体及少量铁素体；铸件各部位没有任何铸造缺陷。符合压盘铸件的各项技术要求。
实施例1至实施例5的主要工艺参数请见表2。
表2
实施例2、3、4、5的工艺过程同实施例1，不再阐述。
Claims (8)
1.轿车离合器压盘铸件的生产工艺，其步骤包括混砂、造型、炉料熔炼、出铁孕育处理、浇注、冷却、开箱、铸件清理；其中，
其中造型工序中，两个铸件毛坯水平对称布置，浇注铁液经过浇口杯和上层横浇道进入直浇道，直浇道从铸件型腔中间经过再进入下层横浇道，然后经过从型腔的下侧对称进入型腔；
所述的炉料熔炼步骤包括配置炉料和熔炼，炉料配置质量百分比为：生铁20～30％、回炉铁50～60％、废钢20～30％；熔炼采用中频感应电炉进行铁液熔炼，熔炼温度为1460～1550℃；
所述的出铁孕育处理工序包括出铁和硅钡一次孕育处理两个步骤；
所述的浇注工序中，浇注温度控制在1320～1450℃；并在浇注时用硅锆孕育剂进行二次随流孕育。
2.如权利要求1所述的轿车离合器压盘铸件的生产工艺，其特征是，本生产工艺在垂直造型生产线上实施。
3.如权利要求1所述的轿车离合器压盘铸件的生产工艺，其特征是，铸件型腔上部均设置了出气片。
4.如权利要求1所述的轿车离合器压盘铸件的生产工艺，其特征是，压盘铸件的化学成分质量百分比为：C 3.1～3.5％、Si 1.8～2.4％、Mn 0.4～0.8％、P≤0.35％、S≤0.125％、Cu 0.1～0.4％、Sn 0.02～0.06％、Fe余量和不可避免杂质。
5.如权利要求1所述的轿车离合器压盘铸件的生产工艺，其特征是，硅钡第一次孕育处理所用的硅钡孕育剂的加入量为熔炼出铁量的0.30～0.60％，以质量百分比计；硅钡孕育剂的化学成分质量百分比为：Si 60～70％、Ca 0.5～3.0％、Ba 1.0～6.0％、Al 1.0～3.0％、Fe余量和不可避免杂质。
6.如权利要求5所述的轿车离合器压盘铸件的生产工艺，其特征是，所述的硅钡孕育剂的粒度为3～10mm。
7.如权利要求1所述的轿车离合器压盘铸件的生产工艺，其特征是，浇注时用硅锆孕育剂进行第二次随流孕育，孕育剂加入量为浇注铁液量的0.05～0.20％，以质量百分比计；硅锆孕育剂的化学成分质量百分比为：Si 70～78％、Ca 0.5～2.5％、Zr 1.3～2.5％、Al 0.5～1.5％、Fe余量和不可避免杂质。
8.如权利要求7所述的轿车离合器压盘铸件的生产工艺，其特征是，所述硅锆孕育剂的粒度为0.10～0.7mm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |