CN101987348B

CN101987348B - 压路机支架铸件的铸造方法

Info

Publication number: CN101987348B
Application number: CN 200910055994
Authority: CN
Inventors: 徐清; 张宗来; 李安全; 蔡中强; 毕永成
Original assignee: HUAXIN ALLOY CO Ltd SHANGHAI
Current assignee: HUAXIN ALLOY CO Ltd SHANGHAI
Priority date: 2009-08-06
Filing date: 2009-08-06
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2029-08-06
Also published as: CN101987348A

Abstract

压路机支架铸件的铸造方法，其步骤包括混砂、造型、合型、炉料熔炼、出铁球化孕育处理、浇注、冷却、开箱、铸件清理及产品质量检验。在造型工艺中采用了保温暗冒口及加外冷铁的复合工艺，并采用了流涂、多内浇道高温快浇及铁液流动末端放出冷铁液等铸造工艺诀窍。本发明生产出的压路机支架铸件产品抗拉强度＞400MPa，屈服强度＞250MPa，伸长率＞15％，硬度130～180HBS；铸件产品的金相组织的球化率＞80％，石墨大小为4～7级，铁素体量＞90％，铸件产品没有碳化物；铸件产品没有任何铸造缺陷。铸件产品完全满足客户的各项技术要求。

Description

压路机支架铸件的铸造方法

技术领域

本发明涉及铸造领域，特别涉及一种压路机支架铸件的铸造方法。

背景技术

压路机支架铸件产品的材料牌号为QT400-15，产品机械性能指标为：抗拉强度≥400MPa，屈服轻度≥250MPa，伸长率≥15％，硬度180～230HBS；铸件产品的金相组织要求为：球化率≥80％，石墨大小4～7级，铁素体量≥90％、铸件不允许有碳化物存在，同时不允许有任何铸造缺陷存在。

该支架铸件产品的关键技术有：(1)压路机支架是压路机产品的主体件，铸件整体表面大部分暴露在压路机产品的外表面，因此对铸件产品的外观质量(即表面粗糙度)提出了较高的要求；(2)该产品外形尺寸比较大，其尺寸为1300×1200mm。铸件大部分壁厚较薄(15mm)，产品为大曲面铸件，产品局部部位比较厚大(70×80mm)。铸件很容易产生冷隔、缩松、夹渣及变形等铸造缺陷。

因此，如何满足上述技术要求，成了铸造压路机支架产品的关键。

发明内容

本发明的目的是提供一种压路机支架铸件的铸造方法，以使生产出的压路机支架铸件产品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：

压路机支架铸件的铸造方法，其步骤包括混沙、造型、合型、炉料熔炼、出铁球化孕育处理、浇注、冷却、开箱、铸件清理及产品质量检验；其特征在于：所述的炉料熔炼步骤包括炉料配置和熔炼，炉料配置的重量百分比为：生铁35～45％、回炉铁45～55％、废钢10～20％；熔炼采用中频感应电炉进行铁液熔炼，熔炼温度为1460～1580℃；所述的出炉球化孕育处理步骤包括球化处理和硅钡孕育剂两次孕育；所述的浇注步骤中，浇注温度控制在1380～1460℃。

铸件产品的化学成分重量百分比为：C 3.2～3.9％、Si 2.2～3.2％、Mn0.10～0.50％、P≤0.07％、S≤0.03％、RE 0.01～0.04％、Mg 0.025～0.08％及Fe余量。

所述的球化处理工序中加入的球化剂总量为熔炼出铁量的1.0～2.5％，球化剂的化学成分重量百分比为：Mg 5.0～7.5％、RE 1.0～4.0％、Si 35～48％、Ca 1.0～3.0％以及Fe余量；其粒度为3～25mm。

所述的硅钡孕育剂两次孕育工序中，两次加入的孕育剂量均为铁液总量的0.30～0.50％，硅钡孕育的化学成分重量百分比为：Si 60～70％、Ca0.8～2.5％、Ba 1.5～6.0％、Al 1.0～2.0％、以及Fe余量；其粒度为3～25mm。

所述的造型步骤中采用了保温暗冒口及加外冷铁的复合工艺措施，并在上涂料工序中采用了流涂工艺，即涂料流过型腔表面形式上涂料，保证上涂料后型腔表面光洁清晰，不产生刷涂料传统工艺的涂刷痕迹及涂料在型腔尖角聚集的问题。

所述的合型步骤的合型前，在直浇道底部放置泡沫陶瓷过滤片。

所述的浇注步骤中采用多内浇道及高温快速浇注工艺，并在体液充型过程的末端设置五个冷铁液储存槽。浇注温度保证在1380～1460℃，浇注速度要保证每秒10公斤以上的流量。

本发明在造型工艺中采用了保温暗冒口加外冷铁的复合措施工艺：在铸件稍厚区域处设置保温暗冒口，以保证此稍厚处不产生缩孔缩松缺陷，在远离冒口的其他最厚大部位放置外冷铁，冷铁形状与铸件外形相吻合。

外冷铁其作用如下：

1)用冷铁来调整铸件厚大部位的冷却凝固速度，达到铸件厚大部位先凝固，从而保证铸件厚大部位不产生缩孔、缩松缺陷；

2)改善铸件厚大部位的球化效果。球铁件的厚大部位由于其凝固速度缓慢，导致其石墨球化的圆整度变差，达不到球化率指标要求，加上外冷铁后可以加快其部位的冷却速度，从而改善石墨球化效果，使球化率指标满足技术要求。

另外，在造型以后的上涂料步骤中，为了获得清晰美观的铸件表面不采用常规的刷涂料工艺，而是采用较为先进的流涂工艺，即涂料流过型腔表面形式上涂料，保证上涂料后型腔表面光洁清晰，不产生刷涂料老工艺存在的涂刷痕迹及涂料在型腔尖角的聚集的问题。

还有，为了使铸件产品不产生冷隔及夹渣缺陷，本发明在浇冒系统的设计上采取了以下措施：

1)多内浇道及高温快速浇注工艺。本发明采用了多个内浇道，为了加快浇道速度，内浇道面积放大了一倍，这样浇注时间可缩短在30秒之内完成，实现了快速浇注。提高铁液的浇注温度并采用快速浇度，保证了铸件产品不产生冷隔缺陷，同时也保证了铁液流动过程中不产生二次氧化问题；

2)在铁液充型过程的末端设置了若干冷铁液储存槽放出流到末端的不干净的部分冷铁液，从而提高了不产生冷隔及夹渣缺陷的保险系数；

3)铁液在进入横浇道之前先经过泡沫陶瓷过滤片过滤，滤去铁液中的杂质，同时在经过横浇道时，又一次得到挡渣，使得挡渣效果更加良好。

本发明所述的炉料熔炼步骤包括配置炉料和熔炼铁液两个部分。炉料配置的重量百分比为：生铁35～45％、回炉铁45～55％、废钢10～20％；熔炼采用中频感应电炉进行铁液熔炼，熔炼温度为1460～1580℃。

所述的出铁球化孕育处理步骤包括出铁球化处理和硅钡两次孕育处理两个部分。其中所述的出铁球化处理工序中加入的球化剂总量为熔炼铁液出铁量的1.0～2.5％，球化剂的化学成分重量百分比为：Mg 5.0～7.5％、RE 1.0～4.0％、Si 35～48％、Ca 1.0～3.0％及Fe余量。

所述的球化剂的粒度为3～25mm。

所述的硅钡两次孕育处理过程为：在球化处理工序的第二次补加铁液时随铁液流加入铁液总量的0.3～0.5％硅钡孕育剂，随后搅拌扒渣后第二次加入铁液总量的0.3～0.5％硅钡孕育剂，并进行搅拌扒渣。硅钡孕育剂的化学成分重量百分比为：Si 60～70％、Ca 0.8～2.5％、Ba 1.5～6.0％、Al 1.0～2.0％以及Fe余量；硅钡孕育剂的粒度为3～25mm。

所述的浇注步骤中，铁液经过球化及孕育处理后，要保证铁液的浇注温度在1380～1460℃。最后铸件产品的化学成分重量百分比为：C3.20～3.90％、Si 2.2～3.2％、Mn 0.10～0.50％、P≤0.07％、S≤0.03％、RE0.01～0.04％、Mg 0.025～0.08％。

本发明的有益效果是：

采用本发明所述的铸造方法后，生产出的大型工程机械压路机支架铸件产品的抗拉强度＞400MPa，屈服轻度＞250MPa，伸长率＞15％，铸件产品硬度达到130～180HBS；产品的金相组织中，球化率＞80％，石墨大小4～7级，铁素体量＞90％，铸件产品没有碳化物。铸件产品没有任何铸造缺陷。

附图说明

图1为本发明实施例的示意图。

图2为图1的侧视图。

具体实施方式

参见图1、图2，本发明大型工程机械压路机支架铸件的铸造方法，包括如下步骤：

1、混砂造型及合型

压路机支架铸件采用自动混砂机混制呋喃树脂自硬砂后进行造型步骤。在加入型砂以前要在上砂型1上型板规定位置放置好外冷铁2、出气道3及保温冒口套4，设4个内浇道；然后进行填砂、紧实、起模、修型，再进行流涂及表面烘干，接着放置泡沫陶瓷过滤片5，最后进行上砂型1、下砂型6合型，用螺栓紧箱后等待浇注。11为1#保温暗冒口，13为2#保温暗冒口。

本发明在造型工艺中采用了保温暗冒口加外冷铁的复合措施工艺：在铸件厚度*宽度*长度为50*75*275mm的两个区域处设置2个保温暗冒口，以保证此稍厚处不产生缩孔缩松缺陷，在远离冒口的其他最厚大部位放置Φ65×40mm外冷铁14块。

2、炉料熔炼

先配置炉料，炉料配比的重量百分比为：生铁35％，回炉铁55％、废钢10％；然后把配置好的炉料投入中频感应电炉进行铁液熔炼，熔化温度为1560℃，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去。

3、出铁球化孕育处理

包括出铁进行球化处理及硅钡孕育剂两次孕育处理两个部分。其中球化处理采用冲入法球化处理工艺，球化剂粒度为3～25mm，球化剂加入量为1.6％，铁液出炉温度为1540℃，第一次出铁量为总量的2/3，球化剂与铁液的反应时间为60～90秒，待反应结束后扒净铁液面上的浮渣，补加剩余的1/3铁液，此时随着补加的铁液流加入出铁液总量的0.40％的硅钡孕育剂，之后进行搅拌及扒净铁液面上的浮渣，接着再加入0.40％的硅钡孕育剂并再进行搅拌及扒渣，最后盖上保温覆盖剂去进行浇注。其中球化剂的化学成分重量百分比为：Mg 6.05％、RE 2.50％、Si 42％、Ca 2.05％及Fe余量；硅钡孕育剂的化学重量百分比为：Si 65％、Ca 1.72％、Ba3.21％、AL 1.63％以及Fe余量，硅钡孕育剂的粒度为3～25mm。

4、浇注

铁液的浇注温度为1420℃。铁液从浇口杯浇入后，经直浇道7进入放有泡沫陶瓷过滤片5的过滤室，铁液在此得到过滤，除去铁液中的杂质。然后铁液同时流入1#横浇道8及2#横浇道9，铁液在横浇道8、9中获得第二次挡渣，之后分别从四个内浇道10同时进入型腔，其中从1#横浇道8进入内浇道10的铁液先经过1#保温暗冒口11再进入型腔。铁液在型腔中流动充型过程中，前端流动铁液避免不了裹有型腔中的浮渣，同时温度也比较低，让这股前端铁液流出型腔，进入设在型腔外的五个冷铁液储存槽12，从而避免产品出现冷隔及夹渣缺陷。最后铸件产品的化学成分重量百分比为：C 3.55％、Si 2.94％、Mn 0.32％、P0.041％、S 0.027％、RE0.023％、Mg 0.048％以及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，合格的进入铸件合格品仓库。

产品牌号为QT400-15，机械性能检测结果：抗拉强度＞400MPa，屈服轻度＞250MPa，伸长率＞15％，铸件产品硬度为130～180HBS；铸件产品的金相组织检测结果：球化率＞80％，石墨大小4～7级，铁素体量＞90％，铸件没有碳化物。铸件产品没有任何铸造缺陷。铸件产品完全满足客户的技术条件要求。

表1本发明的几个实施例的主要工艺参数

实施例2、3、4、5的工艺过程同实施例1不再阐述。

Claims

1.压路机支架铸件的铸造方法，其步骤包括混沙、造型、合型、炉料熔炼、出铁球化孕育处理、浇注、冷却、开箱、铸件清理及产品质量检验；其特征在于：

所述的炉料熔炼步骤包括炉料配置和熔炼，炉料配置的重量百分比为：生铁35～45％、回炉铁45～55％、废钢10～20％；熔炼采用中频感应电炉进行铁液熔炼，熔炼温度为1460～1580℃；

所述的出炉球化孕育处理步骤包括球化处理和硅钡孕育剂两次孕育；

所述的造型步骤中采用保温暗冒口及加外冷铁的复合工艺措施；在铸件稍厚区域处设置保温暗冒口，以保证此稍厚处不产生缩孔缩松缺陷，在远离冒口的其他最厚大部位放置外冷铁，冷铁形状与铸件外形相吻合；

所述的浇注步骤中采用若干个内浇道及高温快速浇注工艺，浇注温度1380～1460℃，浇注速度每秒10公斤以上的流量，浇注时间在30秒之内；所述的浇注步骤中在铁液充型过程的末端设置冷铁液储存槽。

2.如权利要求1所述的压路机支架铸件的铸造方法，其特征在于，铸件产品的化学成分重量百分比为：C 3.2～3.9％、Si 2.2～3.2％、Mn 0.10～0.50％、P≤0.07％、S≤0.03％、RE 0.01～0.04％、Mg 0.025～0.08％及Fe余量。

3.如权利要求1所述的压路机支架铸件的铸造方法，其特征在于，所述的球化处理工序中加入的球化剂总量为熔炼出铁量的1.0～2.5％，球化剂的化学成分重量百分比为：Mg 5.0～7.5％、RE 1.0～4.0％、Si 35～48％、Ca1.0～3.0％以及Fe余量，其粒度为3～25mm。

4.如权利要求1所述的压路机支架铸件的铸造方法，其特征在于，所述的硅钡孕育剂两次孕育工序中，两次加入的孕育剂量均为铁液总量的0.30～0.50％，硅钡孕育的化学成分重量百分比为：Si 60～70％、Ca0.8～2.5％、Ba 1.5～6.0％、Al 1.0～2.0％、以及Fe余量；其粒度为3～25mm。

5.如权利要求1所述的压路机支架铸件的铸造方法，其特征在于，所述的造型步骤中在上涂料工序中采用流涂工艺，即以涂料流过型腔表面的形式上涂料。

6.如权利要求1所述的压路机支架铸件的铸造方法，其特征在于，所述的合型步骤的合型前，在直浇道底部放置泡沫陶瓷过滤片。

7.如权利要求1所述的压路机支架铸件的铸造方法，其特征在于，所述的浇注步骤中在铁液充型过程的末端设置五个冷铁液储存槽。