CN105108060A

CN105108060A - 地铁机车上牵引电机传动端端盖的铸造方法

Info

Publication number: CN105108060A
Application number: CN201510620434.6A
Authority: CN
Inventors: 温文林; 刘春晖; 冯奇宏; 杨永杰; 张永芳; 许沛沃
Original assignee: HOUMA JINFENG MACHINERY CASTING Co Ltd
Current assignee: HOUMA JINFENG MACHINERY CASTING Co Ltd
Priority date: 2015-09-26
Filing date: 2015-09-26
Publication date: 2015-12-02

Abstract

本发明涉及一种地铁机车上牵引电机传动端端盖的铸造方法，该铸造方法采用铁型覆砂工艺进行铸造，通过铁型覆砂工艺得到完整的传动端端盖形状的型腔，下四个砂芯，直接铸出传动端端盖零件，有效提高了铸件的外观和内在质量，降低铸件报废率，减轻铸件重量16%，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28%，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

地铁机车上牵引电机传动端端盖的铸造方法

技术领域

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地铁机车上牵引电动传动端端盖的方法。

背景技术

在现有的工业生产中，生产传动端端盖铸件，均采用自硬砂造型技术工艺。该工艺在制备的过程中存在以下缺陷：由于自硬砂工艺中铁水冷却慢导致铸件内部产生的缩松、缩孔、裂纹，质量不稳定；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；铸件外观粗糙差；铸件加工余量大，浪费材料，机加工成本高；生产工序复杂，工人劳动强度大，生产效率低；自硬树脂用量大，原砂用量大，导致生产成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种地铁机车上牵引电机传动端端盖的铸造方法，该铸造方法采用铁型覆砂工艺，能够消除传动端端盖内部缩松、缩孔、裂纹的缺陷，提高铸件表面粗糙度，且铸出的传动端端盖精度高，重量轻。

本发明的技术方案：一种地铁机车上牵引电机传动端端盖的铸造方法，该铸造方法采用铁型覆砂工艺进行铸造，具体步骤如下：

（1）设计一套与地铁机车上牵引电机传动端端盖形状完全一致的模型作为母模；

（2）设计制作四套与地铁机车上牵引电机传动端端盖相应空腔一致的芯盒；

（3）制作与母模相关联的铁模外型，铁模外型与母模配套时间隙为5～7mm；

（4）把步骤（1）设计好的母模固定在射砂机上，加热至230～270℃，并且合上铁模外型，射砂板到位夹紧，然后射砂，固化25秒；

（5）把步骤（2）设计制作的芯盒固定在制芯机上，合模加热至170～200℃，射砂板到位夹紧，然后射砂，根据芯子厚薄固化5～10分钟，开模取芯并去掉劈缝；

（6）将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，把步骤（5）制得的四个砂芯下到铁模相应位置并粘接紧，即得到可合箱浇注的型腔；

（7）将以生铁和废钢为主的原材料配比后放入中频熔炼炉内加热，熔炼出炉铁水温度为1530℃；

（8）采用冲入法对步骤（7）备好的铁水进行球化处理；

（9）合箱夹紧固定后浇注步骤（8）处理后的铁水，浇注时间为8分钟，浇注温度控制在1330～1430℃，即得到所需的球墨铸铁传动端端盖毛坯零件，保温20分钟后开箱取出铸件。

进一步地，所述生铁与废钢的比例为：生铁88%，废钢12%。

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。

进一步地，步骤（9）所述的球墨铸铁传动端端盖毛坯零件的各组分及含量的百分比为：C：3.75~3.88%，Si:1.95~2.2%，S≤0.02%，P:≤0.035%;Mn：≤0.015%，其余为Fe。

进一步地，步骤（1）所述的母模包括设计制作地铁机车上牵引电机传动端端盖的工装模具、浇注系统、加热型板和底座。

进一步地，所述铁模外型与母模相关联，铁模外型与母模配套时间隙为5～7mm。

进一步地，所述射砂机的型号为IFSI260卡斯丁覆砂造型机。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明方法消除了传动端端盖内部缩松、缩孔、裂纹等缺陷，质量稳定；内部组织致密，球化级别1～2级，石墨大小6～8级，铸出的传动端端盖材质稳定，铸件粗糙度可达到Ra25μm。

2、采用本发明方法铸出的铸件比传统方法铸出的铸件重量减轻16%，铸件加工余量可降到2.5mm，不但节约了材料，且降低了机加工成本。

3、生产工艺稳定，生产简练，工人劳动强度低，同样人员，铁型覆砂生产效率是自硬砂的6倍，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28%。

4、铸件所用树脂砂量少，而且可回收，有效降低了企业的生产成本，从而提高了企业的经济效益，该铸造方法市场前景广阔，适合绝大多数铸造企业。

附图说明

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是本发明中两个芯盒的结构示意图；

图5是本发明中另外两个芯盒的结构示意图；

图6是本发明中传动端端盖上模的结构示意图；

图7是图6的剖视图；

图8是本发明中传动端端盖下模的结构示意图；

图9是图8的剖视图。

图中：1-传动端端盖上模，2-传动端端盖下模，3上型板，4-下型板，5-铁模外型，6-砂厢，7-浇注孔，8-芯盒。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，以使本领域技术人员能够更好地理解本发明。

实施例1

一种地铁机车上牵引电机传动端端盖的铸造方法，该铸造方法采用铁型覆砂工艺进行铸造，具体步骤如下：（1）设计一套与地铁机车上牵引电机传动端端盖形状完全一致的模型作为母模，所述的母模包括设计制作地铁机车上牵引电机传动端端盖的工装模具、浇注系统、加热型板和底座。如图2、图6、图7所示，所述上型板3上设有传动端端盖上模1，所述传动端端盖上模1上开设有传动端端盖外部结构的型腔。如图3、图8、图9所示，所述下型板4上设有传动端端盖下模2，所述传动端端盖下模2上开设有传动端端盖内部结构的型腔。（2）设计制作四套与地铁机车上牵引电机传动端端盖相应空腔一致的芯盒8，如图4、图5所示。（3）制作与母模相关联的铁模外型5，铁模外型5与母模配套时间隙为7mm，如图1所示。（4）把设计好的母模固定在射砂机上，加热至250℃，并且合上铁模外型，射砂板到位夹紧，然后射砂，固化25秒。（5）把设计制作的芯盒固定在制芯机上，合模加热至200℃，射砂板到位夹紧，然后射砂，根据芯子厚薄固化10分钟，开模取芯并去掉劈缝。（6）将覆膜砂通过射砂机射砂孔射至预先设计好的铁模外型5上，使覆膜砂充满至模型和铁模外型5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，把步骤（5）制得的四个砂芯下到铁模相应位置并粘接紧，即得到可合箱浇注的型腔。（7）将生铁88%，废钢12%放入中频熔炼炉内加热，熔炼出炉铁水温度为1530℃；（8）在球化包里加入球化剂0.9%，硅铁7%，采用冲入法对备好的铁水进行球化处理。（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℃，即得到所需的C3.8%，Si2%，S0.02%，P0.035%，Mn0.015%，其余为Fe的球墨铸铁传动端端盖毛坯零件，保温20分钟后开箱取出铸件。

所铸造的球墨铸铁传动端端盖零件经清理打磨后，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=237，抗拉强度бb=543MPa，延伸率δ=18%，-20℃低温冲击值AK=17J/m²，铸件粗糙度可达到Ra25μm。

实施例2

一种地铁机车上牵引电机传动端端盖的铸造方法，该铸造方法采用铁型覆砂工艺进行铸造，具体步骤如下：（1）设计一套与地铁机车上牵引电机传动端端盖形状完全一致的模型作为母模，所述的母模包括设计制作地铁机车上牵引电机传动端端盖的工装模具、浇注系统、加热型板和底座。如图2、图6、图7所示，所述上型板3上设有传动端端盖上模1，所述传动端端盖上模1上开设有传动端端盖外部结构的型腔。如图3、图8、图9所示，所述下型板4上设有传动端端盖下模2，所述传动端端盖下模2上开设有传动端端盖内部结构的型腔。（2）设计制作四套与地铁机车上牵引电机传动端端盖相应空腔一致的芯盒8，如图4、图5所示。（3）制作与母模相关联的铁模外型5，铁模外型5与母模配套时间隙为6mm，如图1所示。（4）把设计好的母模固定在射砂机上，加热至265℃，并且合上铁模外型，射砂板到位夹紧，然后射砂，固化25秒。（5）把设计制作的芯盒固定在制芯机上，合模加热至175℃，射砂板到位夹紧，然后射砂，根据芯子厚薄固化5分钟，开模取芯并去掉劈缝。（6）将覆膜砂通过射砂机射砂孔射至预先设计好的铁模外型5上，使覆膜砂充满至模型和铁模外型5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，把步骤（5）制得的四个砂芯下到铁模相应位置并粘接紧，即得到可合箱浇注的型腔。（7）将生铁88%，废钢12%放入中频熔炼炉内加热，熔炼出炉铁水温度为1530℃；（8）在球化包里加入球化剂0.9%，硅铁7%，采用冲入法对备好的铁水进行球化处理。（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1380℃，即得到所需的C3.79%，Si2.08%，S0.02%，P0.035%，Mn0.015%，其余为Fe的球墨铸铁传动端端盖毛坯零件，保温20分钟后开箱取出铸件。

所铸造的球墨铸铁传动端端盖零件经清理打磨后，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=239，抗拉强度бb=540MPa，延伸率δ=18%，-20℃低温冲击值AK=15J/m²，铸件粗糙度可达到Ra25μm。

实施例3

一种地铁机车上牵引电机传动端端盖的铸造方法，该铸造方法采用铁型覆砂工艺进行铸造，具体步骤如下：（1）设计一套与地铁机车上牵引电机传动端端盖形状完全一致的模型作为母模，所述的母模包括设计制作地铁机车上牵引电机传动端端盖的工装模具、浇注系统、加热型板和底座。如图2、图6、图7所示，所述上型板3上设有传动端端盖上模1，所述传动端端盖上模1上开设有传动端端盖外部结构的型腔。如图3、图8、图9所示，所述下型板4上设有传动端端盖下模2，所述传动端端盖下模2上开设有传动端端盖内部结构的型腔。（2）设计制作四套与地铁机车上牵引电机传动端端盖相应空腔一致的芯盒8，如图4、图5所示。（3）制作与母模相关联的铁模外型5，铁模外型5与母模配套时间隙为5mm，如图1所示。（4）把设计好的母模固定在射砂机上，加热至260℃，并且合上铁模外型，射砂板到位夹紧，然后射砂，固化25秒。（5）把设计制作的芯盒固定在制芯机上，合模加热至180℃，射砂板到位夹紧，然后射砂，根据芯子厚薄固化8分钟，开模取芯并去掉劈缝。（6）将覆膜砂通过射砂机射砂孔射至预先设计好的铁模外型5上，使覆膜砂充满至模型和铁模外型5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，把步骤（5）制得的四个砂芯下到铁模相应位置并粘接紧，即得到可合箱浇注的型腔。（7）将生铁88%，废钢12%放入中频熔炼炉内加热，熔炼出炉铁水温度为1530℃；（8）在球化包里加入球化剂0.9%，硅铁7%，采用冲入法对备好的铁水进行球化处理。（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1410℃，即得到所需的C3.82%，Si2.1%，S0.02%，P0.034%，Mn0.014%，其余为Fe的球墨铸铁传动端端盖毛坯零件，保温20分钟后开箱取出铸件。

所铸造的球墨铸铁传动端端盖零件经清理打磨后，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=244，抗拉强度бb=548MPa，延伸率δ=18.2%，-20℃低温冲击值AK=16J/m²，铸件粗糙度可达到Ra25μm。

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。

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

1.地铁机车上牵引电机传动端端盖的铸造方法，其特征是该铸造方法采用铁型覆砂工艺进行铸造，具体步骤如下：

（8）采用冲入法对步骤（7）备好的铁水进行球化处理；

2.根据权利要求1所述的地铁机车上牵引电机传动端端盖的铸造方法，其特征是所述生铁与废钢的比例为：生铁88%，废钢12%。

3.根据权利要求1所述的地铁机车上牵引电机传动端端盖的铸造方法，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。

4.根据权利要求1所述的地铁机车上牵引电机传动端端盖的铸造方法，其特征是步骤（9）所述的球墨铸铁传动端端盖毛坯零件的各组分及含量的百分比为：C：3.75~3.88%，Si:1.95~2.2%，S≤0.02%，P:≤0.035%;Mn：≤0.015%，其余为Fe。

5.根据权利要求1所述的地铁机车上牵引电机传动端端盖的铸造方法，其特征是步骤（1）所述的母模包括设计制作地铁机车上牵引电机传动端端盖的工装模具、浇注系统、加热型板和底座。

6.根据权利要求1所述的地铁机车上牵引电机传动端端盖的铸造方法，其特征是所述铁模外型与母模相关联，铁模外型与母模配套时间隙为5～7mm。

7.根据权利要求1所述的地铁机车上牵引电机传动端端盖的铸造方法，其特征是所述射砂机的型号为IFSI260卡斯丁覆砂造型机。