CN105081228A - 一种高强度低合金激冷球墨铸铁凸轮轴毛坯的浇注工艺 - Google Patents
一种高强度低合金激冷球墨铸铁凸轮轴毛坯的浇注工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种高强度低合金激冷球墨铸铁凸轮轴毛坯的浇注工艺，其特征在于，包括如下步骤：a、按规格制作凸轮轴壳型；b、制备铁箱，将步骤a中制作好的壳型放入铁箱内，所述每个铁箱放置4-6套壳型，所述每套壳型与邻近的铁箱内壁、每套壳型之间分别设置有间隙；c、采用铁丸填充所述间隙，并完全覆盖所述壳型，使壳型的浇口杯裸露在外，便于浇注铁水；d、将铁水从浇口杯处倒入，并充满壳型的型腔，完成浇注；e、保温3-5小时后，清理铁箱中的铁丸，并取出凸轮轴铸件，得到凸轮轴毛坯。本发明提供的凸轮轴毛坯的浇注工艺，不仅可消除凸轮轴毛坯的应力，还可以减少热处理工艺，工艺简单。
Description
技术领域
本发明涉及凸轮轴铸造工艺，具体涉及一种高强度低合金激冷球墨铸铁凸轮轴毛坯的浇注工艺。
背景技术
凸轮轴属于轴类零件，对平衡的要求较高，因此，对凸轮轴的尺寸精度和形状精度及其它性能要求较高。目前，凸轮轴常用的铸造方法是壳型铸造，该工艺方法首先需要制造凸轮轴壳型，壳型的制造工艺为将壳型模型预热到一定温度后，将覆膜砂落到模版上，保持一段时间后，覆膜砂粘结在一起，并形成一定厚度的壳型。凸轮轴的浇注工艺中，壳型装在砂箱内，壳型的周围填充干砂，以干砂激冷的方式使铸件降温，从而使壳型内的凸轮轴毛坯快速成型。然而，该激冷工艺中，干砂冷却铸件的速度慢，凸轮轴毛坯存在一定的应力，影响铸件的质量。为了消除凸轮轴毛坯的应力，通常采用回火热处理工艺，工艺复杂，能耗高。
发明内容
本发明的目的是克服上述技术问题，提供一种高强度低合金激冷球墨铸铁凸轮轴毛坯的浇注工艺，该工艺不仅可消除凸轮轴毛坯的应力，还可以减少热处理工艺，工艺简单。
本发明的技术方案是：
一种高强度低合金激冷球墨铸铁凸轮轴毛坯的浇注工艺，包括如下步骤：
a、按规格制作凸轮轴壳型；
b、制备铁箱，将步骤a中制作好的壳型放入铁箱内，所述每个铁箱放置4-6套壳型，所述每套壳型与邻近的铁箱内壁、每套壳型之间分别设置有间隙；
c、采用铁丸填充所述间隙，并完全覆盖所述壳型，使壳型的浇口杯裸露在外，便于浇注铁水；
d、将铁水从浇口杯处倒入，并充满壳型的型腔，完成浇注；
e、保温3-5小时后，清理铁箱中的铁丸，并取出凸轮轴铸件，得到凸轮轴毛坯。
进一步地，所述铁丸的直径为2.5-4mm。
进一步地，所述步骤b中，所述每套壳型与邻近的铁箱内壁、每套壳型之间的间隙为250-400mm。
进一步地，所述铁丸覆盖所述壳型上表面的厚度为40-50mm。
进一步地，所述壳型和所述凸轮轴毛坯通过自动传送装置输送至对应的下一工序。
本发明提供的高强度低合金激冷球墨铸铁凸轮轴毛坯的浇注工艺，具有如下优点：
1、本发明提供的高强度低合金激冷球墨铸铁凸轮轴毛坯的浇注工艺，能直接消除凸轮轴毛坯的应力，减少热处理消除应力工艺。本发明提供的高强度低合金激冷球墨铸铁凸轮轴毛坯的浇注工艺中，激冷采用铁丸快速冷却壳型的方法，即铁丸填满整个铁箱，并将壳型覆盖，在铁水浇注到壳型以后，整个铁水的温度能迅速被铁丸吸收，直至达到饱和，产品在铁水浇注完后，能迅速降温，当降温到500-600℃时趋于一个饱和状态，在高温铁丸的包裹下，持续保温3-5小时，再从铁箱中将凸轮轴毛坯取出清理，这个过程就相当于一个热时效处理工艺过程，能达到消除应力这一工艺要求；且铁丸迅速吸热的过程，有利于壳型内凸轮轴铸件珠光体的形成，能更好的保证产品质量。经过生产实践，生产出的产品完全能达到质量标准，产生了良好的经济效益。
2、本发明提供的高强度低合金激冷球墨铸铁凸轮轴毛坯的浇注工艺，产品质量好。本发明提供的高强度低合金激冷球墨铸铁凸轮轴毛坯的浇注工艺，因采用铁丸填充覆盖壳型，铁丸具有良好的流动性，填充后紧实度比较均匀，可以有效防止壳型移动，延长了壳型的溃散时间，保证铁水在凝固过程中壳型有足够的强度，从而提高凸轮轴铸件的刚度以及尺寸精度。
3、本发明提供的高强度低合金激冷球墨铸铁凸轮轴毛坯的浇注工艺，实现流水生产，工作效率高。本发明提供的高强度低合金激冷球墨铸铁凸轮轴毛坯的浇注工艺，壳型和凸轮轴毛坯通过自动传送装置输送至对应的下一工序，实现流水线生产，降低了工人的劳动强度，提高了劳动生产效率，且产品在流水生产工艺中，人为损坏率低，进一步保证了产品质量。
4、本发明提供的高强度低合金激冷球墨铸铁凸轮轴毛坯的浇注工艺，使凸轮轴毛坯的制造成本降低。本发明中，因采用铁丸填充铁箱，可减少热处理消除应力工艺，降低了产品的制造成本，经计算，每吨凸轮轴毛坯的生产可节约用电120度左右。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种高强度低合金激冷球墨铸铁凸轮轴毛坯的浇注工艺，包括如下步骤：
a、按规格制作凸轮轴壳型，制造工艺可以为：将壳型模型预热到一定温度后，并将覆膜砂落到模版上，保持一段时间后，覆膜砂粘结在一起，即可形成一定厚度的壳型；
b、制作铁箱，将步骤a中制作好的壳型放入铁箱内，所述每个铁箱放置4-6套壳型，所述每套壳型与邻近的铁箱内壁、每套壳型之间分别设置有间隙；其中，铁箱的大小根据凸轮轴规格尺寸进行设计，并根据铁箱的大小放置不同数量的壳型，可以为4套、5套或6套，当然也可以设计成与其他数量的壳型配套，铁箱内壳型套数太少，每批次生产的产品时间长；铁箱内壳型数量过多，铁箱体积过于庞大，存在不便于吊装以及其它实际生产的问题；
c、采用铁丸填充上述间隙，并完全覆盖壳型，使壳型的浇口杯裸露在外，便于浇注铁水；优选地，铁丸的直径为2.5-4mm，可以是2.5mm、3mm、3.2mm、3.5mm、4mm，铁丸的大小适中，流动性好，且铁箱内能填充的铁丸数量较多，能提高铸件冷却效率；
d、将铁水从浇口杯处倒入，并充满壳型的型腔，完成浇注；
e、保温3小时后，清理铁箱中的铁丸，并取出凸轮轴铸件，得到凸轮轴毛坯。
通过上述工艺得到的凸轮轴毛坯，尺寸精准、表面质量好，刚度符合标准要求。
实施例2
一种高强度低合金激冷球墨铸铁凸轮轴毛坯的浇注工艺，包括如下步骤：
a、按规格制作凸轮轴壳型；
b、制作铁箱，将步骤a中制作好的壳型放入铁箱内，所述每个铁箱放置4套壳型，所述每套壳型与邻近的铁箱内壁、每套壳型之间分别设置有间隙；
c、采用铁丸填充上述间隙，并完全覆盖所述壳型，使壳型的浇口杯裸露在外，便于浇注铁水；优选地，铁丸的直径为2.5mm；
d、将铁水从浇口杯处倒入，并充满壳型的型腔，完成浇注；
e、保温4小时后，清理铁箱中的铁丸，并取出凸轮轴铸件，得到凸轮轴毛坯，保温时间可以根据铁水的温度确定，保温4小时，凸轮轴铸件的质量效果最佳。
该工艺中，每套壳型与邻近的铁箱内壁、每套壳型之间的间隙用铁丸填充，优选地，间隙大小为250-400mm，可以是250mm、300mm、350mm或400mm，间隙大，铁丸的填充量多，冷却效果好；优选地，铁丸覆盖壳型上表面的厚度为40-50mm，根据实际情况，可以选为40mm、42mm、45mm、50mm，使浇口杯裸露在外即可，从而保证壳型的多个面均覆盖有铁丸，保证凸轮轴铸件的冷却效果。
该工艺中，设置有自动传送装置，壳型和凸轮轴毛坯通过自动传送装置输送至对应的下一工序，实现流水线生产，降低了工人的劳动强度，提高了劳动生产效率，且产品在流水生产工艺中，人为损坏率低，进一步保证了产品质量。
通过上述工艺得到的凸轮轴毛坯，尺寸精准、表面质量好，刚度符合标准要求。
实施例3
一种高强度低合金激冷球墨铸铁凸轮轴毛坯的浇注工艺，包括如下步骤：
a、按规格制作凸轮轴壳型；
b、制作铁箱，将步骤a中制作好的壳型放入铁箱内，所述每个铁箱放置6套壳型，所述每套壳型与邻近的铁箱内壁、每套壳型之间分别设置有间隙；
c、采用铁丸填充上述间隙，并完全覆盖所述壳型，使壳型的浇口杯裸露在外，便于浇注铁水；优选地，铁丸的直径为4mm；
d、将铁水从浇口杯处倒入，并充满壳型的型腔，完成浇注；
e、保温5小时后，清理铁箱中的铁丸，并取出凸轮轴铸件，得到凸轮轴毛坯。
该工艺中，每套壳型与邻近的铁箱内壁、每套壳型之间的间隙用铁丸填充，优选地，间隙大小为250-400mm，可以是250mm、300mm、350mm或400mm，间隙大，铁丸的填充量多，冷却效果好；铁丸覆盖壳型上表面的厚度为40mm，并使浇口杯裸露在外即可，从而保证壳型的多个面均覆盖有铁丸，保证凸轮轴铸件的冷却效果。
该工艺中，设置有自动传送装置，壳型和凸轮轴毛坯通过自动传送装置输送至对应的下一工序，实现流水线生产，
通过上述工艺得到的凸轮轴毛坯，尺寸精准、表面质量好，刚度符合标准要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的保护范围内所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种高强度低合金激冷球墨铸铁凸轮轴毛坯的浇注工艺，其特征在于，包括如下步骤：
a、按规格制作凸轮轴壳型；
b、制备铁箱，将步骤a中制作好的壳型放入铁箱内，所述每个铁箱放置4-6套壳型，所述每套壳型与邻近的铁箱内壁、每套壳型之间分别设置有间隙；
c、采用铁丸填充所述间隙，并完全覆盖所述壳型，使壳型的浇口杯裸露在外，便于浇注铁水；
d、将铁水从浇口杯处倒入，并充满壳型的型腔，完成浇注；
e、保温3-5小时后，清理铁箱中的铁丸，并取出凸轮轴铸件，得到凸轮轴毛坯。
2.根据权利要求1所述的高强度低合金激冷球墨铸铁凸轮轴毛坯的浇注工艺，其特征在于，所述铁丸的直径为2.5-4mm。
3.根据权利要求1所述的高强度低合金激冷球墨铸铁凸轮轴毛坯的浇注工艺，其特征在于，所述步骤b中，所述每套壳型与邻近的铁箱内壁、每套壳型之间的间隙为250-400mm。
4.根据权利要求3所述的高强度低合金激冷球墨铸铁凸轮轴毛坯的浇注工艺，其特征在于，所述铁丸覆盖所述壳型上表面的厚度为40-50mm。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的高强度低合金激冷球墨铸铁凸轮轴毛坯的浇注工艺，其特征在于，所述壳型和所述凸轮轴毛坯通过自动传送装置输送至对应的下一工序。
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