CN105081231A - 重型卡车轮毂的铸造方法 - Google Patents

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温文林
刘春晖
冯奇宏
杨永杰
张永芳
许沛沃
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Abstract

本发明涉及一种重型卡车轮毂的铸造方法,采用铁型覆砂工艺得到完整的轮毂形状的型腔,下一个砂芯,直接铸出轮毂零件,所铸的铸件消除了轮毂内部缩松、缩孔的缺陷,铸造的轮毂质量稳定,内部组织致密,有效提高了铸件的外观和内在质量,降低铸件报废率,所铸铸件重量比粘土砂铸造减轻10%,大大提高了生产效率,节约了大量时间和人力、设备等成本,该方法成本降低20%,而且简单易行,经济效益显著,市场前景广阔,适合绝大多数企业使用。

Description

重型卡车轮毂的铸造方法
[0001]
技术领域
[0002] 本发明属于铸造领域,具体涉及一种采用铁型覆砂工艺铸造重型卡车轮毂的方法。
背景技术
[0003] 在现有的工业生产中,各种形状的轮毂被广泛的应用在各种汽车上,但铸造工艺均为粘土砂铸造,该工艺在制备的过程中存在以下缺陷:1.由于粘土砂工艺中铁水冷却慢导致铸件内部产生的缩松、缩孔,所铸的铸件质量不稳定。2.铸件冷却速度慢,内部组织不致密,球化级别低(3级),材质不稳定,铸件外观粗糙。3.铸件加工余量大,不仅浪费材料,而且增加了机加工成本,生产工序复杂,工人劳动强度大,生产效率低,废品率高,提高了企业的生产成本。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题是克服上述不足,提供一种重型卡车轮毂的铸造方法,该铸造方法采用铁型覆砂工艺,消除了轮毂内部的缩松、缩孔缺陷,有效提高了铸件的外观和内在质量,降低铸件报废率。
[0005] 本发明的技术方案:一种重型卡车轮毂的铸造方法,所述铸造方法采用铁型覆砂工艺进行铸造,具体包括如下步骤:
(O设计一套与重型卡车轮毂形状完全一致的模型作为母模;
(2)设计制作一套与重型卡车轮毂空腔一致的芯盒;
(3)制作与所述母模相关联的铁模外型,铁模外型与母模配套时间隙为5〜7_ ;
(4)把步骤(2)的芯盒固定在制芯机上,加热至170〜200°C,并且合模,射砂板到位夹紧,然后射砂,固化3〜5分钟,取出砂芯并打磨劈缝;
(5)把母模固定在射砂机上,加热至230〜270°C,并且合上铁模外型,射砂板到位夹紧,然后射砂,固化25秒;
(6)把覆膜砂通过射砂机射砂孔射至预先设计好的铁模外型上,使覆膜砂充满至模型和铁模外型之间的空腔,30秒后起模,自然冷却25〜30s后,依次得到上、下覆砂的铁模外型型腔,把砂芯下到相应位置,即可合箱浇注;
(7)将以生铁和废钢为主的原材料配比后放入熔炼炉内加热,熔炼出铁温度为1530°C ;
(8)采用冲入法对铁水进行球化处理;
(9)合箱夹紧固定后浇注处理后的铁水,浇注时间为8分钟,浇注温度控制在1330〜1430°C,即得到所需的球墨铸铁轮毂毛坯零件,保温12分钟后开箱取出铸件。
[0006] 进一步地,步骤(I)所述的母模是设计一套与重型卡车轮毂形状完全一致的轮毂工装模具、芯盒、浇注系统、加热型板和底座。
[0007] 进一步地,所述生铁与废钢的比例为:生铁88%,废钢12%。
[0008] 进一步地,步骤(8 )所述的球化处理是在在球化包里加入球化剂0.9%,硅铁7%,采用冲入法将铁水倒入球化包而得到的铁水。
[0009] 进一步地,步骤(9)所述的球墨铸铁轮毂毛坯零件的各组分及含量的百分比为:C:3.75 〜3.88%,S1: 1.95 〜2.2%,S 彡 0.02%,P:彡 0.035%,Mn:彡 0.015%,其余为
Fe0
[0010] 本发明与现有技术相比具有以下有益效果:1、本发明采用铁型覆砂工艺得到完整的轮毂形状的型腔,直接铸出轮毂零件,铸件重量比传统方法铸出的铸件减轻10%,有效提高了铸件的外观和内在质量,消除了轮毂内部缩松、缩孔的缺陷,铸造的轮毂质量稳定,内部组织致密,球化级别I〜2级,石墨大小6〜8级,铸件粗糙度可达到Ra25 μ m。2、铸件加工余量可降到2.5_,不但节约铸件材料,而且降低了机加工成本,降低了因机加工不合格而造成的铸件报废率。3、生产工艺稳定,生产简练,有效降低了工人劳动强度,同样人员,铁型覆砂生产效率是粘土砂的3倍,提高了生产效率,且节约了大量时间和人力、设备等成本,可降低企业生产成本20%。4、铸件所用树脂砂量少,而且可回收,降低了企业的生产成本,提高了企业的经济效益,该铸造方法适用于大多数铸造企业使用,具有广阔的市场前景。
附图说明
[0011] 图1是本发明中铁模外型的俯视图;
图2是本发明中上型板的俯视图;
图3是本发明中下型板的俯视图;
图4是本发明中芯盒的主视图;
图5是本发明中芯盒的左视图;
图6是本发明中芯盒的俯视图;
图7是本发明中轮毂上模的结构示意图;
图8是图7沿纵向中心线的剖视图;
图9是本发明中轮毂下模的结构示意图;
图10是图9沿纵向中心线的剖视图。
[0012] 图中:1_轮毂上模,2-轮毂下模,3-上型板,4-下型板,5-铁模外型,6-砂箱,7-浇注孔,8-芯盒。
具体实施方式
[0013] 下面结合实施例对本发明作一步的说明,以使本领域技术人员能够更好地理解。
[0014] 实施例1
一种重型卡车轮毂的铸造方法,所述铸造方法采用铁型覆砂工艺进行铸造,具体包括如下步骤:(1)设计一套与重型卡车轮毂形状完全一致的模型作为母模,所述的母模是设计一套与重型卡车轮毂形状完全一致的轮毂工装模具、芯盒、浇注系统、加热型板和底座,如图2、图3、图7〜图10所示,在上型板3上设有轮毂上模1,所述轮毂上模I上开设有轮毂外部结构的型腔;在下型板4上设有轮毂下模2,所述轮毂下模2上开设有轮毂内部结构的型腔,所述轮毂上模I设在轮毂下模2的上方;(2)设计制作一套与重型卡车轮毂空腔一致的芯盒8,如图4〜图6所示;(3)制作与所述母模相关联的铁模外型,如图1所示,铁模外型与母模配套时间隙为7mm ; (4)把步骤(2)的芯盒固定在制芯机上,加热至200°C,并且合模,射砂板到位夹紧,然后射砂,固化5分钟,取出砂芯并打磨劈缝;(5)把母模固定在射砂机上,加热至270°C,并且合上铁模外型,射砂板到位夹紧,然后射砂,固化25秒;(6)把覆膜砂通过射砂机射砂孔射至预先设计好的铁模外型上,使覆膜砂充满至模型和铁模外型之间的空腔,30秒后起模,自然冷却30s后,依次得到上、下覆砂的铁模外型型腔,把砂芯下到相应位置,即可合箱浇注,所述下型板4设在砂箱6内,砂厢6上设有浇注孔7,所述浇注孔7连通轮毂浇注型腔;(7)将生铁88%,废钢12%放入熔炼炉内加热,熔炼出铁温度为1530°C;(8)在在球化包里加入球化剂0.9%,硅铁7%,采用冲入法对铁水进行球化处理;(9)合箱夹紧固定后浇注处理后的铁水,浇注时间为8分钟,浇注温度控制在1430°C,即得到所需的C3.8% ,Si 2% , S0.02% , P0.035%,Mn0.015%,其余为Fe。球墨铸铁轮毂毛坯零件,保温12分钟后开箱取出铸件。
[0015] 铸造的球墨铸铁轮毂零件经清理打磨后,各项性能指标均能满足图纸要求,无需热处理及钻孔等加工处理,经检测,铸件的球化级别为2级,石墨大小8级,硬度HB=227,抗拉强度6b=540MPa,延伸率δ =18%,_20°C低温冲击值AK=18 J/m2,铸件粗糙度可达到Ra25 μmD
[0016] 实施例2
一种重型卡车轮毂的铸造方法,所述铸造方法采用铁型覆砂工艺进行铸造,具体包括如下步骤:(1)设计一套与重型卡车轮毂形状完全一致的模型作为母模,所述的母模是设计一套与重型卡车轮毂形状完全一致的轮毂工装模具、芯盒、浇注系统、加热型板和底座,如图2、图3、图7〜图10所示,在上型板3上设有轮毂上模1,所述轮毂上模I上开设有轮毂外部结构的型腔;在下型板4上设有轮毂下模2,所述轮毂下模2上开设有轮毂内部结构的型腔,所述轮毂上模I设在轮毂下模2的上方;(2)设计制作一套与重型卡车轮毂空腔一致的芯盒8,如图4〜图6所示;(3)制作与所述母模相关联的铁模外型,如图1所示,铁模外型与母模配套时间隙为5mm; (4)把步骤(2)的芯盒固定在制芯机上,加热至175°C,并且合模,射砂板到位夹紧,然后射砂,固化3分钟,取出砂芯并打磨劈缝;(5)把母模固定在射砂机上,加热至250°C,并且合上铁模外型,射砂板到位夹紧,然后射砂,固化25秒;(6)把覆膜砂通过射砂机射砂孔射至预先设计好的铁模外型上,使覆膜砂充满至模型和铁模外型之间的空腔,30秒后起模,自然冷却28s后,依次得到上、下覆砂的铁模外型型腔,把砂芯下到相应位置,即可合箱浇注,所述下型板4设在砂箱6内,砂厢6上设有浇注孔7,所述浇注孔7连通轮毂浇注型腔。;(7)将生铁88%,废钢12%放入熔炼炉内加热,熔炼出铁温度为1530°C;(8)在在球化包里加入球化剂0.9%,硅铁7%,采用冲入法对铁水进行球化处理;(9)合箱夹紧固定后浇注处理后的铁水,浇注时间为8分钟,浇注温度控制在1430°C,即得到所需的C3.8% ,Sil.9% ,S0.018% , P0.032%,Mn0.014%,其余为Fe。球墨铸铁轮毂毛坯零件,保温12分钟后开箱取出铸件。
[0017] 铸造的球墨铸铁轮毂零件经清理打磨后,各项性能指标均能满足图纸要求,无需热处理及钻孔等加工处理,经检测,铸件的球化级别为2级,石墨大小8级,硬度HB=230,抗拉强度6b=533MPa,延伸率δ =18%,_20°C低温冲击值AK=16 J/m2,铸件粗糙度可达到Ra25 μmD
[0018] 实施例3
一种重型卡车轮毂的铸造方法,所述铸造方法采用铁型覆砂工艺进行铸造,具体包括如下步骤:(1)设计一套与重型卡车轮毂形状完全一致的模型作为母模,所述的母模是设计一套与重型卡车轮毂形状完全一致的轮毂工装模具、芯盒、浇注系统、加热型板和底座,如图2、图3、图7〜图10所示,在上型板3上设有轮毂上模1,所述轮毂上模I上开设有轮毂外部结构的型腔;在下型板4上设有轮毂下模2,所述轮毂下模2上开设有轮毂内部结构的型腔,所述轮毂上模I设在轮毂下模2的上方;(2)设计制作一套与重型卡车轮毂空腔一致的芯盒8,如图4〜图6所示;(3)制作与所述母模相关联的铁模外型,如图1所示,铁模外型与母模配套时间隙为6mm; (4)把步骤(2)的芯盒固定在制芯机上,加热至180°C,并且合模,射砂板到位夹紧,然后射砂,固化4分钟,取出砂芯并打磨劈缝;(5)把母模固定在射砂机上,加热至260°C,并且合上铁模外型,射砂板到位夹紧,然后射砂,固化25秒;(6)把覆膜砂通过射砂机射砂孔射至预先设计好的铁模外型上,使覆膜砂充满至模型和铁模外型之间的空腔,30秒后起模,自然冷却25s后,依次得到上、下覆砂的铁模外型型腔,把砂芯下到相应位置,即可合箱浇注,所述下型板4设在砂箱6内,砂厢6上设有浇注孔7,所述浇注孔7连通轮毂浇注型腔;(7)将生铁88%,废钢12%放入熔炼炉内加热,熔炼出铁温度为1530°C;(8)在在球化包里加入球化剂0.9%,硅铁7%,采用冲入法对铁水进行球化处理;(9)合箱夹紧固定后浇注处理后的铁水,浇注时间为8分钟,浇注温度控制在1400°C,即得到所需的C3.82%,Si2.1% , S0.02% , P0.035%,Mn0.015%,其余为Fe。球墨铸铁轮毂毛坯零件,保温12分钟后开箱取出铸件。
[0019] 铸造的球墨铸铁轮毂零件经清理打磨后,各项性能指标均能满足图纸要求,无需热处理及钻孔等加工处理,经检测,铸件的球化级别为2级,石墨大小8级,硬度HB=230,抗拉强度6b=528MPa,延伸率δ =18%,-20°C低温冲击值AK=17J/m2,铸件粗糙度可达到Ra25 μmD
[0020] 上述实施例中的射砂机的型号为IFSI260卡斯丁覆砂造型机,制芯机为本公司自制。
[0021] 上述实施例并非是对本发明保护范围的限制,凡是在本发明构思的精神和原则之内,本领域的专业人员能够作出的任何修改、等同替换和改进等均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.重型卡车轮毂的铸造方法,其特征是所述铸造方法采用铁型覆砂工艺进行铸造,具体包括如下步骤: (1)设计一套与重型卡车轮毂形状完全一致的模型作为母模; (2)设计制作一套与重型卡车轮毂空腔一致的芯盒; (3)制作与所述母模相关联的铁模外型,铁模外型与母模配套时间隙为5〜7_ ; (4)把步骤(2)的芯盒固定在制芯机上,加热至170〜200°C,并且合模,射砂板到位夹紧,然后射砂,固化3〜5分钟,取出砂芯并打磨劈缝; (5)把母模固定在射砂机上,加热至230〜270°C,并且合上铁模外型,射砂板到位夹紧,然后射砂,固化25秒; (6)把覆膜砂通过射砂机射砂孔射至预先设计好的铁模外型上,使覆膜砂充满至模型和铁模外型之间的空腔,30秒后起模,自然冷却25〜30s后,依次得到上、下覆砂的铁模外型型腔,把砂芯下到相应位置,即可合箱浇注; (7)将以生铁和废钢为主的原材料配比后放入熔炼炉内加热,熔炼出铁温度为1530°C ; (8)采用冲入法对铁水进行球化处理; (9)合箱夹紧固定后浇注处理后的铁水,浇注时间为8分钟,浇注温度控制在1330〜1430°C,即得到所需的球墨铸铁轮毂毛坯零件,保温12分钟后开箱取出铸件。
2.根据权利要求1所述的重型卡车轮毂的铸造方法,其特征是步骤(I)所述的母模是设计一套与重型卡车轮毂形状完全一致的轮毂工装模具、芯盒、浇注系统、加热型板和底座。
3.根据权利要求1所述的重型卡车轮毂的铸造方法,其特征是所述生铁与废钢的比例为:生铁88%,废钢12%。
4.根据权利要求1所述的重型卡车轮毂的铸造方法,其特征是步骤(8)所述的球化处理是在在球化包里加入球化剂0.9%,硅铁7%,采用冲入法将铁水倒入球化包而得到的铁水。
5.根据权利要求1所述的重型卡车轮毂的铸造方法,其特征是步骤(9)所述的球墨铸铁轮毂毛坯零件的各组分及含量的百分比为:C:3.75〜3.88%,S1:1.95〜2.2%,S 彡 0.02% , P: ^ 0.035%,Mn:彡 0.015%,其余为 Fe。
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