CN104368755A - 一种动车驱动臂的铸造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动车驱动臂的铸造工艺，选用碳素钢作为坯料，包括：以蜡为原料制作铸模；将碳素钢搭配适量坯料进行火焰烘培；熔炼原铁液；浇铸操作，控制浇铸时的温度为1350-1450℃，得到动车驱动臂的半成品；将半成品依次进行退火、淬火及回火处理；将回火后的半成品依次进行振动、去壳、去砂及两次抛丸处理，即完成铸造；本发明所设计的动车驱动臂的铸造工艺能够解决铸造时内部钢水热交换慢的问题，从而避免了铸件内部组织疏松，同时减少了铸件表面的气孔，大大提高了铸件的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及高精度设备铸造领域，特别是一种动车驱动臂的铸造工艺。
背景技术
冒口是为避免铸件出现缺陷而附加在铸件上方或侧面的补充部分；在铸型中，冒口的型腔是存贮液态金属的空腔，在铸件形成时补给金属，有防止缩孔、缩松、排气和集渣的作用，而冒口的主要作用是补缩；冒口的设计功能不同，其形式、大小和开设位置均不相同；功能不同的冒口，其形式、大小和开设位置均不相同，所以，冒口的设计要考虑铸造合金的性质和铸件的特点。
铸造工艺中，对于凝固过程中体积收缩不大的合金，或不产生集中缩孔的合金，冒口的作用主要是排放型腔中的气体和收集液流前沿混有夹杂物或氧化膜的金属液，以减少铸件上的缺陷；这种冒口多置于内浇口的对面，其尺寸也不必太大；然而对于要求控制显微组织的铸件，冒口可以收集液流前沿已冷却的金属液,避免铸件上出现过冷组织，为了压灌钢水成型后，铸件的质量不会收到影响，则对于冒口设计的尺寸、大小和位置的设计要求极为严格。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种动车驱动臂的铸造工艺，该方法能够解决铸造时内部钢水热交换慢的问题，从而避免了铸件内部组织疏松，同时减少了铸件表面的气孔，大大提高了铸件的使用寿命。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种动车驱动臂的铸造工艺，选用碳素钢作为坯料，包括如下具体步骤：
（1）：以蜡为原料制作铸模；
（2）：将碳素钢搭配适量坯料进行火焰烘培，混合坯料中，碳素钢：80-90%，铁屑：10-20%；
采用铁屑代替了原球墨铸铁原料中的生铁，相对于生铁的高价成本，铁屑的价格更低廉，大大降低了成本提高了整个工艺的经济效益；
铸造配料的选择严格控制配料成分，碳素钢：80-90%，铁屑：10-20%，保证铸造配料的质量；按照下紧上松的原则保证铸造配料的紧实，这样有利于导电和导磁，提高生产效率；
（3）：将碳素钢与铁屑按照下紧上松的原则逐层加入电炉中熔炼为原铁液，熔炼温度为1650℃，熔炼过程中逐步增大电路功率，并经常进行捣料操作；
（4）：浇铸操作，控制浇铸时的温度为1350-1450℃，浇注时间不超过2min，既得到动车驱动臂的半成品；
（5）：将上述半成品依次进行退火、淬火及回火处理；
回火、淬火、退火的热处理能够提高产品的综合性能即具有硬度外还具有一定的韧性，热处理温度的确定应以获得均匀而细小的奥氏体晶粒为原则，以便淬火后得到细小的马氏体组织，奥氏体晶粒的长大与淬火温度成正比，淬火时采用水喷淋产品快速降温，并及时对产品进行回火处理，不仅能消除淬火时产生的应力，还可以得到一定数量的回火马氏体，保证了产品的高硬度同时又提高了产品的韧性。
（6）：将回火后的半成品依次进行振动、去壳、去砂及两次抛丸处理，即完成铸造。
本发明进一步限定的技术方案是：
进一步的，前述的动车驱动臂的铸造工艺，碳素钢中化学成份质量百分比为：C：0.30-0.37%，Mn：0.70-1.00%，Si：0.60-0.90%，P：0.033-0.035%，S：0.032-0.035%，Cr：0.040-0.090%，Ni：0.60-0.90%，Mo：0.40-0.50%，其余为Fe及杂质。
前述的动车驱动臂的铸造工艺，步骤（1）中的铸型冒口的设计具体为：驱动臂包括一水平部，水平部左端与第一竖直臂的一端连接，水平部的右端与第二竖直臂的一端连接，两根竖直臂相互平行，左端冒口设置在水平部与第一竖直臂的连接处且位于水平部的一侧平面上，左冒口的开口形状为边长2.8CM-3CM的正方形，且其沿垂直于水平部该侧表面方向的高度为1.3CM-1.5CM；
右端冒口设置在水平部与第二竖直臂的连接处且位于水平部上左端冒口同侧平面上，左冒口的开口形状为边长3.5CM-3.6CM的正方形，且其沿垂直于水平部该侧表面方向的高度为1.3CM-1.5CM。
前述的动车驱动臂的铸造工艺，步骤（4）中在浇铸前向原铁液加入少量变质剂，变质剂的化学成份质量百分比为：稀土硅85%，铝锭4%，铋锭6%，镁锭5%；浇注过程中左右两端冒口同时冲灌入原铁液；
本发明中冒口设计极为精确，根据其结构特点，设计了独特的冒口安装位置与冒口尺寸，这样，在铸造的过程中，原铁液通过冒口直接冲压灌满，保证了冲压压力，原铁液在铸模内部快速进行热交换，铸件的内部组织快速收缩加固，避免了内部组织的疏松；
变质处理能细化奥氏体晶粒，强烈脱氧和除硫而显著净化原铁液，钝化晶界，减少碳化物聚集，本发明的变质剂中含有铝锭和铋锭，铝壳起到脱氧作用以减少稀土耗量及稳定变质效果，铋是碳化物的形核剂，镁是强烈稳定碳化物的元素，并具有较强的脱氧、脱硫作用和稳定变质效果的作用，且由于反应激烈造成的铁液沸腾也有益于变质剂的吸收和原铁液的净化。
前述的动车驱动臂的铸造工艺，碳素钢中化学成份质量百分比为：C：0.33%，Mn：0.87%，Si：0.77%，P：0.033%，S：0.032%，Cr：0.72%，Ni：0.82%，Mo：0.44%，其余为Fe及杂质。
前述的动车驱动臂的铸造工艺，步骤（6）中两次抛丸处理之间还要进行补焊及细磨操作，两次抛丸处理所用钢丸的尺寸为0.5MM。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种动车驱动臂的铸造工艺，选用碳素钢作为坯料，包括如下具体步骤：
（1）：以蜡为原料制作铸模，驱动臂包括一水平部，水平部左端与第一竖直臂的一端连接，水平部的右端与第二竖直臂的一端连接，两根竖直臂相互平行，左端冒口设置在水平部与第一竖直臂的连接处且位于水平部的一侧平面上，左冒口的开口形状为边长2.8CM的正方形，且其沿垂直于水平部该侧表面方向的高度为1.3CM；
右端冒口设置在水平部与第二竖直臂的连接处且位于水平部上左端冒口同侧平面上，左冒口的开口形状为边长3.5CM的正方形，且其沿垂直于水平部该侧表面方向的高度为1.3CM；
（2）：将碳素钢搭配适量坯料进行火焰烘培，混合坯料中，碳素钢：80%，铁屑：20%；碳素钢中化学成份质量百分比为：C：0.30%，Mn：0.70%，Si：0.60%，P：0.033%，S：0.032-0.035%，Cr：0.040%，Ni：0.60%，Mo：0.40%，其余为Fe及杂质；
（3）：将碳素钢与铁屑按照下紧上松的原则逐层加入电炉中熔炼为原铁液，熔炼温度为1650℃，熔炼过程中逐步增大电路功率，并经常进行捣料操作；
（4）：在浇铸前向原铁液加入少量变质剂，变质剂的化学成份质量百分比为：稀土硅85%，铝锭4%，铋锭6%，镁锭5%；浇注过程中左右两端冒口同时冲灌入原铁液；浇铸操作，控制浇铸时的温度为1350℃，浇注时间不超过2min，既得到动车驱动臂的半成品；
（5）：将上述半成品依次进行退火、淬火及回火处理；
（6）：将回火后的半成品依次进行振动、去壳、去砂及两次抛丸处理，两次抛丸处理之间还要进行补焊及细磨操作，两次抛丸处理所用钢丸的尺寸为0.5MM，即完成铸造。
实施例2
本实施例提供的一种动车驱动臂的铸造工艺，选用碳素钢作为坯料，包括如下具体步骤：
（1）：以蜡为原料制作铸模，驱动臂包括一水平部，水平部左端与第一竖直臂的一端连接，水平部的右端与第二竖直臂的一端连接，两根竖直臂相互平行，左端冒口设置在水平部与第一竖直臂的连接处且位于水平部的一侧平面上，左冒口的开口形状为边长3CM的正方形，且其沿垂直于水平部该侧表面方向的高度为1.5CM；
右端冒口设置在水平部与第二竖直臂的连接处且位于水平部上左端冒口同侧平面上，左冒口的开口形状为边长3.6CM的正方形，且其沿垂直于水平部该侧表面方向的高度为1.5CM；
（2）：将碳素钢搭配适量坯料进行火焰烘培，混合坯料中，碳素钢：90%，铁屑：10%；碳素钢中化学成份质量百分比为：C：0.37%，Mn：1.00%，Si：0.90%，P：0.035%，S：0.035%，Cr：0.090%，Ni：0.90%，Mo：0.50%，其余为Fe及杂质；
（3）：将碳素钢与铁屑按照下紧上松的原则逐层加入电炉中熔炼为原铁液，熔炼温度为1650℃，熔炼过程中逐步增大电路功率，并经常进行捣料操作；
（4）：在浇铸前向原铁液加入少量变质剂，变质剂的化学成份质量百分比为：稀土硅85%，铝锭4%，铋锭6%，镁锭5%；浇注过程中左右两端冒口同时冲灌入原铁液；浇铸操作，控制浇铸时的温度为1450℃，浇注时间不超过2min，既得到动车驱动臂的半成品；
（5）：将上述半成品依次进行退火、淬火及回火处理；
（6）：将回火后的半成品依次进行振动、去壳、去砂及两次抛丸处理，两次抛丸处理之间还要进行补焊及细磨操作，两次抛丸处理所用钢丸的尺寸为0.5MM，即完成铸造。
实施例3
本实施例提供的一种动车驱动臂的铸造工艺，选用碳素钢作为坯料，包括如下具体步骤：
（1）：以蜡为原料制作铸模，驱动臂包括一水平部，水平部左端与第一竖直臂的一端连接，水平部的右端与第二竖直臂的一端连接，两根竖直臂相互平行，左端冒口设置在水平部与第一竖直臂的连接处且位于水平部的一侧平面上，左冒口的开口形状为边长2.9CM的正方形，且其沿垂直于水平部该侧表面方向的高度为1.4CM；
右端冒口设置在水平部与第二竖直臂的连接处且位于水平部上左端冒口同侧平面上，左冒口的开口形状为边长3.6CM的正方形，且其沿垂直于水平部该侧表面方向的高度为1.4CM；
（2）：将碳素钢搭配适量坯料进行火焰烘培，混合坯料中，碳素钢：80-90%，铁屑：10-20%；碳素钢中化学成份质量百分比为：C：0.33%，Mn：0.87%，Si：0.77%，P：0.033%，S：0.032%，Cr：0.72%，Ni：0.82%，Mo：0.44%，其余为Fe及杂质；
（3）：将碳素钢与铁屑按照下紧上松的原则逐层加入电炉中熔炼为原铁液，熔炼温度为1650℃，熔炼过程中逐步增大电路功率，并经常进行捣料操作；
（4）：在浇铸前向原铁液加入少量变质剂，变质剂的化学成份质量百分比为：稀土硅85%，铝锭4%，铋锭6%，镁锭5%；浇注过程中左右两端冒口同时冲灌入原铁液；浇铸操作，控制浇铸时的温度为1400℃，浇注时间不超过2min，既得到动车驱动臂的半成品；
（5）：将上述半成品依次进行退火、淬火及回火处理；
（6）：将回火后的半成品依次进行振动、去壳、去砂及两次抛丸处理，两次抛丸处理之间还要进行补焊及细磨操作，两次抛丸处理所用钢丸的尺寸为0.5MM，即完成铸造。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (6)
1.一种动车驱动臂的铸造工艺，选用碳素钢作为坯料，其特征在于，包括如下具体步骤：
（1）：以蜡为原料制作铸模；
（2）：将碳素钢搭配适量坯料进行火焰烘培，混合坯料中，碳素钢：80-90%，铁屑：10-20%；
（3）：将碳素钢与铁屑按照下紧上松的原则逐层加入电炉中熔炼为原铁液，熔炼温度为1650℃，熔炼过程中逐步增大电路功率，并经常进行捣料操作；
（4）：浇铸操作，控制浇铸时的温度为1350-1450℃，浇注时间不超过2min，既得到动车驱动臂的半成品；
（5）：将上述半成品依次进行退火、淬火及回火处理；
（6）：将回火后的半成品依次进行振动、去壳、去砂及两次抛丸处理，即完成铸造。
2.根据权利要求1所述的动车驱动臂的铸造工艺，其特征在于，所述碳素钢中化学成份质量百分比为：C：0.30-0.37%，Mn：0.70-1.00%，Si：0.60-0.90%，P：0.033-0.035%，S：0.032-0.035%，Cr：0.040-0.090%，Ni：0.60-0.90%，Mo：0.40-0.50%，其余为Fe及杂质。
3.根据权利要求1所述的动车驱动臂的铸造工艺，其特征在于：步骤（1）中的铸型冒口的设计具体为：驱动臂包括一水平部，所述水平部左端与第一竖直臂的一端连接，所述水平部的右端与第二竖直臂的一端连接，两根竖直臂相互平行，左端冒口设置在水平部与第一竖直臂的连接处且位于水平部的一侧平面上，所述左冒口的开口形状为边长2.8CM-3CM的正方形，且其沿垂直于水平部该侧表面方向的高度为1.3CM-1.5CM；
右端冒口设置在水平部与第二竖直臂的连接处且位于水平部上左端冒口同侧平面上，所述左冒口的开口形状为边长3.5CM-3.6CM的正方形，且其沿垂直于水平部该侧表面方向的高度为1.3CM-1.5CM。
4.根据权利要求3所述的动车驱动臂的铸造工艺，其特征在于：步骤（4）中在浇铸前向原铁液加入少量变质剂，所述变质剂的化学成份质量百分比为：稀土硅85%，铝锭4%，铋锭6%，镁锭5%；浇注过程中左右两端冒口同时冲灌入原铁液。
5.根据权利要求2所述的动车驱动臂的铸造工艺，其特征在于：碳素钢中化学成份质量百分比为：C：0.33%，Mn：0.87%，Si：0.77%，P：0.033%，S：0.032%，Cr：0.72%，Ni：0.82%，Mo：0.44%，其余为Fe及杂质。
6.根据权利要求1所述的动车驱动臂的铸造工艺，其特征在于：步骤（6）中两次抛丸处理之间还要进行补焊及细磨操作，两次抛丸处理所用钢丸的尺寸为0.5MM。
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