CN102240795B - 一种汽车用制动底板毛坯的铸造方法及其使用的铸型 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车用制动底板毛坯的铸造方法，适用于各种规格制动底板毛坯的制造。将温度高于液相线20～100℃的ZG270-500钢液浇入压室至内浇道下沿；钢液在1～9MPa的压力作用下填充铸型腔；增压到20～150MPa并保压直至金属液完全凝固；开模取件，利用工件的余热进行退火处理，得到本发明的制动底板毛坯。本发明所用铸型的芯安装在下型以实现脱模；上型留有通孔以固定芯和排气作用；压室内腔为圆形，其端口形状尺寸与制动底板轴孔一致；压室端口开有2～4个内浇道与轴孔腔相连通。本发明省去了冒口，材料利用率高；无型砂的粉尘污染；所得毛坯加工余量小；利用余热进行热处理，节约了能源。

Description

一种汽车用制动底板毛坯的铸造方法及其使用的铸型
技术领域
本发明涉及汽车用制动底板毛坯的铸造方法，适用于各种规格制动底板毛坯的制造。 
背景技术
制动底板是汽车制动器上的一个重要零件，每台车需要2个，市场需求量较大。现有技术中，制动底板的材质为铸钢或球墨铸铁，制动底板的结构较特殊，其中部有一个圆形或方形的孔，用来安装在车轴上。两端带有销孔，用来安装定位销或支撑销。其形状较为复杂，力学性能要求高，目前制动底板毛坯都采用砂型铸造或精密铸造方法生产。 
现有铸造技术中，无论砂型铸造还是精密铸造，都需要大量的型砂。每生产一吨制动底板毛坯需要消耗型砂约1吨左右。使用如此大量的型砂，在处理和回收过程中，造成了严重的粉尘污染，甚至带来矽肺病。此外，制动底板壁厚不均匀，采用现有的砂型铸造生产，容易产生缩松或缩孔缺陷。为了补充金属液态收缩和凝固收缩，获得致密铸件，必须使用大冒口，因为冒口的重量与工件重量相当，导致工艺出品率只有55～70％。这些冒口的切割和重熔还带来材料的损耗、能源的浪费和人工的重复投入。甚至还经常因为缩孔、缩松、砂眼等缺陷而使工件报废。 
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种不用砂型、不用冒口来铸造内部致密、外形光洁、尺寸精确的制动底板毛坯的制造方法。 
本发明解决其技术问题的技术方案： 
一种汽车用制动底板毛坯的铸造方法，包括如下步骤： 
步骤一  将温度高于液相线20℃～100℃的ZG270-500钢液向压室浇注至内浇道下沿； 
步骤二  压头对钢液施加1～9MPa向上的压力，使钢液经过内浇道，绕过安装在下型的芯和压室上端口外壁，充满上型与下型闭合形成的铸型腔； 
步骤三  压头对压室内的钢液增压至20～150MPa，保压至铸型腔内的钢液完全凝固； 
步骤四  打开铸型取出工件，利用工件的余热进行退火处理，得到本发明的制动底板毛坯。 
一种汽车用制动底板毛坯的铸造方法使用的铸型，该铸型包括：上型、下型、芯、压室、压头。 
所述的芯固定安装在下型，在上型对应的位置留有与芯外形尺寸相适应的通孔与芯的上端形成间隙配合，此间隙用于排气； 
所述的压室的内腔为圆通孔，容积与制动底板的体积相等，压室的上端口外部形状尺寸与制动底板轴孔腔的形状尺寸一致，压室的下端外部为圆柱体，固定安装在下型中，压室的上端面开有2～4个内浇道，其上端面高出下型的部分作为制动底板轴孔的芯。 
所述的压头为圆柱形与压室的内腔圆通孔间隙配合。 
本发明和已有技术相比所具有的有益效果是： 
(1)实现了无冒口铸造，即省去了现有铸造技术中的冒口而能够得到内部致密、无收缩缺陷的制动底板毛坯，材料利用率高达90％以上； 
(2)用可以反复使用的金属型和金属芯代替砂型和砂芯，从根本上根除了型砂的粉尘污染； 
(3)所得毛坯尺寸精确，加工余量小，节约了材料； 
(4)用压力作用下的流变补缩代替现有技术中的冒口补缩，在保压过程中，对收缩进行实时补充，有效防止铸件内部出现收缩缺陷； 
(5)利用余热进行退火热处理，既改善了切削性能，又节约了能源。 
附图说明
图1一种汽车用制动底板毛坯的铸造方法使用的铸型主视图。 
图2一种汽车用制动底板毛坯的铸造方法使用的铸型分型面的剖视图。 
图3一种汽车用制动底板毛坯零件图。 
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。 
实施方式一 
一种汽车用制动底板毛坯的铸造方法，包括如下步骤： 
步骤一  将温度为1420℃的ZG270-500钢液8向压室4浇注至内浇道7下沿； 
步骤二  压头5对钢液8施加1MPa向上的压力，使钢液8经过内浇道7，绕过安装在下型2的芯3和压室4上端口外壁，充满上型1与下型2闭合形成的铸型腔6； 
步骤三  压头5对压室4内的钢液8增压至20MPa，保压至铸型腔6内的钢液8完全凝固； 
步骤四  打开铸型取出工件，利用工件的余热进行退火处理，得到本发明的制动底板毛坯。 
一种汽车用制动底板毛坯的铸造方法使用的铸型，该铸型包括：上型1、下 型2、芯3、压室4、压头5。 
所述的芯3固定安装在下型2，在上型1对应的位置留有与芯3外形尺寸相适应的通孔与芯3的上端形成间隙配合； 
所述的压室4的内腔为圆通孔，容积与制动底板的体积相等，压室4的上端口外部形状尺寸与制动底板轴孔10腔的形状尺寸一致，压室4的下端外部为圆柱体，固定安装在下型2中，压室4的上端面开有2个内浇道，其上端面高出下型2的部分作为制动底板轴孔10的芯。 
所述的压头5为圆柱形与压室4的内腔圆通孔间隙配合。 
实施方式二 
一种汽车用制动底板毛坯的铸造方法，包括如下步骤： 
步骤一  将温度为1450℃的ZG270-500钢液8向压室4浇注至内浇道7下沿； 
步骤二  压头5对钢液8施加5MPa向上的压力，使钢液8经过内浇道7，绕过安装在下型2的芯3和压室4上端口外壁，充满上型1与下型2闭合形成的铸型腔6； 
步骤三  压头5对压室4内的钢液8增压至80MPa，保压至铸型腔6内的钢液8完全凝固； 
步骤四  打开铸型取出工件，利用工件的余热进行退火处理，得到本发明的制动底板毛坯。 
一种汽车用制动底板毛坯的铸造方法使用的铸型，该铸型包括：上型1、下型2、芯3、压室4、压头5。 
所述的芯3固定安装在下型2，在上型1对应的位置留有与芯3外形尺寸相适应的通孔与芯3的上端形成间隙配合； 
所述的压室4的内腔为圆通孔，容积与制动底板的体积相等，压室4的上端口外部形状尺寸与制动底板轴孔10腔的形状尺寸一致，压室4的下端外部为圆柱体，固定安装在下型2中，压室4的上端面开有3个内浇道，其上端面高出下型2的部分作为制动底板轴孔10的芯。 
所述的压头5为圆柱形与压室4的内腔圆通孔间隙配合。 
实施方式三 
一种汽车用制动底板毛坯的铸造方法，包括如下步骤： 
步骤一  将温度高于1500℃的ZG270-500钢液8向压室4浇注至内浇道7下沿； 
步骤二  压头5对钢液8施加9MPa向上的压力，使钢液8经过内浇道7，绕过安装在下型2的芯3和压室4上端口外壁，充满上型1与下型2闭合形成的铸型腔6； 
步骤三  压头5对压室4内的钢液8增压至150MPa，保压至铸型腔6内的钢液8完全凝固； 
步骤四  打开铸型取出工件，利用工件的余热进行退火处理，得到本发明的制动底板毛坯。 
一种汽车用制动底板毛坯的铸造方法使用的铸型，该铸型包括：上型1、下型2、芯3、压室4、压头5。 
所述的芯3固定安装在下型2，在上型1对应的位置留有与芯3外形尺寸相适应的通孔与芯3的上端形成间隙配合； 
所述的压室4的内腔为圆通孔，容积与制动底板的体积相等，压室4的上端口外部形状尺寸与制动底板轴孔10腔的形状尺寸一致，压室4的下端外部为圆柱体，固定安装在下型2中，压室4的上端面开有4个内浇道，其上端面高出 下型2的部分作为制动底板轴孔10的芯。 
所述的压头5为圆柱形与压室4的内腔圆通孔间隙配合。 
制动底板毛坯与最终底板零件形状和结构没有区别，但加工面得到相关尺寸有所差异。各加工面的尺寸都留有1～3mm的加工余量。底面加工余量取较小值，顶面的加工余量取较大值，孔直径方向的加工余量为1～2mm。 

Claims (1)

1.一种汽车用制动底板毛坯的铸造方法，其特征是，包括如下步骤：
步骤一将温度高于液相线20℃～100℃的ZG270-500钢液(8)向压室(4)浇注至内浇道(7)下沿；
步骤二压头(5)对钢液(8)施加1～9MPa向上的压力，使钢液(8)经过内浇道(7)，绕过安装在下型(2)的芯(3)和压室(4)上端口外壁，充满上型(1)与下型(2)闭合形成的铸型腔(6)；
步骤三压头(5)对压室(4)内的钢液(8)增压至20～150MPa，保压至铸型腔(6)内的钢液(8)完全凝固；
步骤四打开铸型取出工件，利用工件的余热进行退火处理，得到本发明的制动底板毛坯。
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