CN104791401A - 一种铁型覆砂铸造的盘式制动器卡钳体及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁型覆砂铸造的盘式制动器卡钳体及其生产方法，属于铁型覆砂铸造领域。所述铁型覆砂铸造的盘式制动器卡钳体包括卡钳体本体、对称设置在所述卡钳体本体两端的左端固定支撑安装孔位和右端固定支撑安装孔位、设置在所述卡钳体本体中间上部的制动气缸安装槽、设置在所述卡钳体本体中间一侧的制动机构盖孔、设置在所述卡钳体本体中间的同步调整链轮室槽、设置在所述卡钳体本体中部内的制动盘安装部。本发明铁型覆砂铸造工艺具有工艺出品率高、组织致密不渗漏、综合性能高、用砂量少、设备投资少、生产周期短、见效快、设备占用面积少、生产效率高、制造成本低、环保性好等优点。

Description

一种铁型覆砂铸造的盘式制动器卡钳体及其生产方法

技术领域

本发明涉及铁型覆砂铸造领域，特别涉及一种铁型覆砂铸造的盘式制动器卡钳体及其生产方法。

背景技术

铁型覆砂铸造是在金属型(又称铁型)内腔周围覆上一层薄薄的型砂(又称覆膜砂)的一种铸造工艺方法。它是金属型铸造和壳型铸造两种方法的结合。获得的铸件具有尺寸精度高、机械性能好、节约人工、材料和设备、生产成本低等优点。

我国铸造工作者在国内外铸造同行研究的基础上结合我国国情发展起来的一种特殊的铸造技术方法,是有别于砂型铸造、消失模实型铸造、V法铸造、金属型铸造、壳型铸造、石蜡铸造、陶瓷铸造、钢丸铸造等铸造方法的一种半精密铸造方法，该方法采用金属模型—铸铁模型(故有时也叫铁模覆砂Iron mold coated sand)以及与铸件外形近形的铸铁型腔作为砂箱铁型，在近形的铁型上覆盖一层3～10mm的覆膜砂，砂胎形成铸型用于浇注成铸件—此即铁型覆砂铸造。铁型覆砂生产的普遍工艺流程：机器造型—检查合箱—锁箱放浇口杯—浇注—开箱出铸件—清砂。

汽车铸件的生产主要有普通湿砂型铸造、冷硬树脂砂型铸造、离心铸造和铁型覆砂铸造工艺。而普通砂型和树脂砂铸造工艺存在工艺复杂、造型体常见的组织疏松、表面质量差、整体机械性能得不到保证等问题，出品率低等缺点，而铁型覆砂铸造是在粗成形的金属型(称为铁型)内腔覆上一薄层型砂而形成铸型，通过对铁型的重量、壁厚与覆砂层厚度的合理控制，使铸件的充型、凝固和冷却过程在一个比较理想的条件下完成，最大限度地消除产生铸造缺陷的因素，从而可大大提高铸件的质量。另外，铁型覆砂铸造采用覆膜砂造型，生产的铸件尺寸精度高，表面质量好。由于铁型刚性好，没有退让性，生产的铸件内部材质致密，废品率大大降低。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种铁型覆砂铸造的盘式制动器卡钳体及其生产方法。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种铁型覆砂铸造的盘式制动器卡钳体，所述铁型覆砂铸造的盘式制动器卡钳体包括卡钳体本体、对称设置在所述卡钳体本体两端的左端固定支撑安装孔位和右端固定支撑安装孔位、设置在所述卡钳体本体中间上部的制动气缸安装槽、设置在所述卡钳体本体中间一侧的制动机构盖孔、设置在所述卡钳体本体中间的同步调整链轮室槽、设置在所述卡钳体本体中部内的制动盘安装部。

另一方面，提供了一种铁型覆砂铸造的盘式制动器卡钳体的生产方法，所述铁型覆砂铸造的盘式制动器卡钳体的生产方法，步骤如下：

S101、造型：

外砂箱采用铁型，覆膜砂为树脂砂，铁型的内腔按制动器卡钳体的形状随型制出，随型覆砂层厚度为5mm-30mm；浇注系统有浇口杯、直浇口、横浇口、滤网，采用封闭式浇口；上半模的最高处射孔、芯头部位均装有气孔针，且不穿出箱面；在铁型的分型面上均匀分布设有排气槽；外模的上下模底板中间分别设有加热装置，模具温度和铁型温度均控制在180～240℃，温度达到要求后进行射砂；

浇注系统的铁水流道是由浇口杯到直浇口到横浇口，再由横浇口通过滤网后均衡分到两个分直浇口，再由两个分直浇口分别分到上下两个内浇口到铸件；

浇注系统各浇口总截面之比为：∑直︰∑横︰∑内＝1︰(0.75-0.78)︰(0.68-0.72)；∑分直︰∑直＝1︰(0.9—0.95)；滤网采用机体专用的直孔陶瓷滤网；

上半模的最高处射孔、芯头部位的气孔针直径分别为Φ8mm和Φ10mm，铁型的分型面上的半圆排气槽直径为Φ6mm；

射砂气压为0.35-0.40MPa,固化时间为50～60秒；

S102、砂芯：

制动卡钳体的砂芯的组装、上涂料并滤干、烘干条件与已有工艺相近似，烘烤好的砂芯芯头部位要钻出排气孔；

S103、装芯：

人工装芯或用固定式装芯工位夹具或机器人装芯；

S104、合箱：

合箱前使用少量封箱条压住芯头、芯头出气孔位置、砂芯直浇道等，在内芯头的浇注系统位置装上过滤网，并推至合箱机处，四角放有垫片；上半模型吹净散砂后合箱；推进浇注滚道，扣上箱扣；浇口杯采用直冲漏斗浇口杯，安装到铁型时要使用封箱条；

合箱时四角放的垫片厚为0.3-0.4mm；合箱的扣箱力为80～85N.m；

S105、浇注：

用牌号为HT250灰口铸造的铁水浇注，浇注温度控制在1420～1440℃，1件/型的浇注时间为9.5～10.5秒；

S106、开箱：

浇注后25分钟开箱扣；铸件凝固时间需要30分钟以上才能落箱、自由冷却。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

铁型覆砂铸造工艺具有工艺出品率高、组织致密不渗漏、综合性能高、用砂量少、设备投资少、生产周期短、见效快、设备占用面积少、生产效率高、制造成本低、环保性好等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的铁型覆砂铸造的盘式制动器卡钳体的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的铁型覆砂铸造的盘式制动器卡钳体的主视图；

图3是本发明实施例一提供的铁型覆砂铸造的盘式制动器卡钳体的俯视图；

图4是本发明实施例二提供的铁型覆砂铸造的盘式制动器卡钳体的生产方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

本发明实施例一提供了一种铁型覆砂铸造的盘式制动器卡钳体，参见图1至图3，所述铁型覆砂铸造的盘式制动器卡钳体包括卡钳体本体1、对称设置在卡钳体本体1两端的左端固定支撑安装孔位2和右端固定支撑安装孔位3、设置在卡钳体本体1中间上部的制动气缸安装槽4、设置在卡钳体本体1中间一侧的制动机构盖孔5、设置在卡钳体本体1中间的同步调整链轮室槽6、设置在卡钳体本体1中部内的制动盘安装部7。

实施例二

本发明实施例二提供了一种铁型覆砂铸造的盘式制动器卡钳体的生产方法，参见图4，所述铁型覆砂铸造的盘式制动器卡钳体的生产方法，步骤如下：

S101、造型：

外砂箱采用铁型，覆膜砂为树脂砂，铁型的内腔按制动器卡钳体的形状随型制出，随型覆砂层厚度为5mm-30mm；浇注系统有浇口杯、直浇口、横浇口、滤网，采用封闭式浇口；上半模的最高处射孔、芯头部位均装有气孔针，且不穿出箱面；在铁型的分型面上均匀分布设有排气槽；外模的上下模底板中间分别设有加热装置，模具温度和铁型温度均控制在180～240℃，温度达到要求后进行射砂；

浇注系统的铁水流道是由浇口杯到直浇口到横浇口，再由横浇口通过滤网后均衡分到两个分直浇口，再由两个分直浇口分别分到上下两个内浇口到铸件；

浇注系统各浇口总截面之比为：∑直︰∑横︰∑内＝1︰(0.75-0.78)︰(0.68-0.72)；∑分直︰∑直＝1︰(0.9—0.95)；滤网采用机体专用的直孔陶瓷滤网；

上半模的最高处射孔、芯头部位的气孔针直径分别为Φ8mm和Φ10mm，铁型的分型面上的半圆排气槽直径为Φ6mm；

射砂气压为0.35-0.40MPa,固化时间为50～60秒；

S102、砂芯：

制动卡钳体的砂芯的组装、上涂料并滤干、烘干条件与已有工艺相近似，烘烤好的砂芯芯头部位要钻出排气孔；

S103、装芯：

人工装芯或用固定式装芯工位夹具或机器人装芯；

S104、合箱：

合箱前使用少量封箱条压住芯头、芯头出气孔位置、砂芯直浇道等，在内芯头的浇注系统位置装上过滤网，并推至合箱机处，四角放有垫片；上半模型吹净散砂后合箱；推进浇注滚道，扣上箱扣；浇口杯采用直冲漏斗浇口杯，安装到铁型时要使用封箱条；

合箱时四角放的垫片厚为0.3-0.4mm；合箱的扣箱力为80～85N.m；

S105、浇注：

用牌号为HT250灰口铸造的铁水浇注，浇注温度控制在1420～1440℃，1件/型的浇注时间为9.5～10.5秒；

S106、开箱：

浇注后25分钟开箱扣；铸件凝固时间需要30分钟以上才能落箱、自由冷却。

在造型工序，卡钳体铁型覆砂造型是采用专用的ZXTF造型主机自动化生产线。按照铁型规格要求，卡钳体设计布置为1件/型，分上下模。该设备额定生产率为60型/h箱,两台造型主机则为120件/h。砂箱是金属型，内腔是按照卡钳体的形状，留有覆砂层厚度并随型制出，外模的模底板下面设有加热装置，模具温度一般恒温控制在180～240℃。铁型温度一般控在180～250℃左右。造型采用覆膜砂，当模具和铁型温度达到设定的温度后，在铁型内腔周围覆上一层薄薄的型砂。

铁型覆砂工艺所使用的覆膜砂是流动干型的，无水分，经过射砂表面硬化后，其表面光洁度很好，不用上涂料，而静压砂型铸造工艺是属湿型铸造，其表面需要上涂料才能保证铸件的光洁度。因此，铁型覆砂铸造工艺可以大量节约涂料成本。

使用本发明的铁型覆砂铸造制动器卡钳体的生产方法，出品率由原来砂型铸造工艺的83.75％提高到铁型铸造的98.6％以上，因铁型使用了不含水分的树脂砂做覆砂造型材料，从而消除了皮下气孔缺陷；铁水凝固过程中得到快速冷却，基本消除了常规铸造制动卡钳体常有的组织缩松、疏松等缺陷，提高了铸件的整体机械性能，满足或超过目前盘式卡钳体生产要求的各项性能指标；减少了砂处理系统庞大的设备、场地投入和造型用砂量；改善了铸造长期以来的恶劣环境，环保性好。整个工艺程简单，容易。

采用铁型覆砂工艺和传统的湿砂型铸造工艺相比有3点优势:1、省去正火、回火工序，节约了能耗；2、品质得到提升，产品可靠性更高；3、铸造过程好控制，废品率低，节能环保。

采用铁型覆砂铸造工艺生产制动卡钳体，克服了传统铸造工艺的缺点，铸件冷却、凝固条件好，铸件的球化等级、晶粒大小、致密度等方面都有很大程度提高，改善了铸件综合力学性能，降低成本，提高产品生产率，同时减少了生产过程对环境的污染，实现了绿色铸造工艺。

铁型覆砂铸造的工艺特点：

1.铁型覆砂铸造具有砂型铸造的特点，即有一刚性砂型外壳，使得砂型整体强度高、不变形，其适应性广泛，铸件易脱模，并且定位可靠，精度高。

2.铁型覆砂铸造具有覆膜砂壳型铸造的特点，造型方便、快捷、不论什么铸件砂型，二、三分钟之内便可造型完毕，型砂密度、铸型表面硬度等通过设备保证，永远一致，并且不需要涂刷任何涂料。既得到了光洁的铸件，又提高了铸件的形状和尺寸精度。

3.铁型覆砂铸造还具有金属型铸造的特点，铁的铸型在金属液结晶过程中有明显的冷激作用，可使铸件晶粒度细化，从而提高了铸件的综合强度，同时又由于有砂胎的存在避免了金属型铸造的短处，铸件不会产生白口，对铸铁件而言，可铸态生产各种材质，无需热处理。

4.由铁型和薄的砂胎组成的铸型锁紧后刚度高、变形小、冷却快，得到的铸件尺寸精度高、加工余量小、组织致密，特别适合球墨铸铁的生产，在生产球墨铸铁时能利用球墨铸铁的石墨化膨胀对铸件进行自补缩——实现球墨铸铁的少、无冒口铸造，得到优质铸件；因为铁型冷却快，对生产高牌号的珠光体基体的盘类、杆轴类铸件尤其有利。

5.一般情况下铁型覆砂生产的铸件硬度比普通铸造方法生产的铸件要高20个HB单位左右。

6.利用铸件浇注后铁型的余热进行再循环生产的覆膜砂固化，减少了用电，而且铸造过程呈现封闭式循环生产状态，生产占用面积很小(例如：一小时熔炼一吨铁(钢)水时，造型浇注面积有二、三百平方米就足够了)，不需要砂处理设备，投资少见效快。

7.由于铁模的激冷，使得型砂不会被过烧，不但型砂可以重复使用，而且因为浇注过程的焙烧，从而使得型砂(石英砂)发生相变，砂子的热膨胀系数由15减至5。所以，生产过程中产生的旧砂还可以再生回用，符合发展循环经济。

所述覆砂造型是铁型覆砂铸造生产的关键环节，一般采用射砂-热固化造型。采用双工位覆砂造型机，就是热芯盒射芯机，同时完成上下模铁型的覆砂造型。造型时控制铁型温度200～250℃，模型温度250℃左右。其中模型温度采用电热管加热，由造型机的温控系统进行闭环控制，基本保持恒温状态。铁型覆砂生产时其砂型采用热芯盒方法热固化，需要一定的温度和时间，这影响了铁型覆砂的生产效率，对大批量产品的生产只能采用自动生产线的方式才适合。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

铁型覆砂铸造工艺具有工艺出品率高、组织致密不渗漏、综合性能高、用砂量少、设备投资少、生产周期短、见效快、设备占用面积少、生产效率高、制造成本低、环保性好等优点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种铁型覆砂铸造的盘式制动器卡钳体，其特征在于，

所述铁型覆砂铸造的盘式制动器卡钳体包括卡钳体本体、对称设置在所述卡钳体本体两端的左端固定支撑安装孔位和右端固定支撑安装孔位、设置在所述卡钳体本体中间上部的制动气缸安装槽、设置在所述卡钳体本体中间一侧的制动机构盖孔、设置在所述卡钳体本体中间的同步调整链轮室槽、设置在所述卡钳体本体中部内的制动盘安装部。

2.一种如权利要求1所述的铁型覆砂铸造的盘式制动器卡钳体的生产方法，其特征在于，所述铁型覆砂铸造的盘式制动器卡钳体的生产方法，步骤如下：

S101、造型：

外砂箱采用铁型，覆膜砂为树脂砂，铁型的内腔按制动器卡钳体的形状随型制出，随型覆砂层厚度为5mm-30mm；浇注系统有浇口杯、直浇口、横浇口、滤网，采用封闭式浇口；上半模的最高处射孔、芯头部位均装有气孔针，且不穿出箱面；在铁型的分型面上均匀分布设有排气槽；外模的上下模底板中间分别设有加热装置，模具温度和铁型温度均控制在180～240℃，温度达到要求后进行射砂；

浇注系统的铁水流道是由浇口杯到直浇口到横浇口，再由横浇口通过滤网后均衡分到两个分直浇口，再由两个分直浇口分别分到上下两个内浇口到铸件；

浇注系统各浇口总截面之比为：∑直︰∑横︰∑内＝1︰(0.75-0.78)︰(0.68-0.72)；∑分直︰∑直＝1︰(0.9—0.95)；滤网采用机体专用的直孔陶瓷滤网；

上半模的最高处射孔、芯头部位的气孔针直径分别为Φ8mm和Φ10mm，铁型的分型面上的半圆排气槽直径为Φ6mm；

射砂气压为0.35-0.40MPa,固化时间为50～60秒；

S102、砂芯：

制动卡钳体的砂芯的组装、上涂料并滤干、烘干条件与已有工艺相近似，烘烤好的砂芯芯头部位要钻出排气孔；

S103、装芯：

人工装芯或用固定式装芯工位夹具或机器人装芯；

S104、合箱：

合箱前使用少量封箱条压住芯头、芯头出气孔位置、砂芯直浇道等，在内芯头的浇注系统位置装上过滤网，并推至合箱机处，四角放有垫片；上半模型吹净散砂后合箱；推进浇注滚道，扣上箱扣；浇口杯采用直冲漏斗浇口杯，安装到铁型时要使用封箱条；

合箱时四角放的垫片厚为0.3-0.4mm；合箱的扣箱力为80～85N.m；

S105、浇注：

用牌号为HT250灰口铸造的铁水浇注，浇注温度控制在1420～1440℃，1件/型的浇注时间为9.5～10.5秒；

S106、开箱：

浇注后25分钟开箱扣；铸件凝固时间需要30分钟以上才能落箱、自由冷却。