CN106494163A - 卡车用桥梁结构件及其熔模铸造方法 - Google Patents

卡车用桥梁结构件及其熔模铸造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种卡车用桥梁结构件及其熔模铸造方法,该结构件,包括本体,所述的本体成弧形弯曲状,本体的两端每端对称设置一对第一安装孔,本体的一端位于第一安装孔的前部设置有两个第二安装孔,所述的第一安装孔和第二安装孔的轴相互垂直;所述的弧形弯曲状的本体位于凹面靠近两端位置对称设置有凹槽、靠近中间位置对称设置有第一凸块,位于凸面靠近两端位置对称设置有第二凸块;且该结构件由以下重量百分比的各组分构成:碳0.17‑0.23%,硅0.20‑0.60%,锰1.00‑1.50%,硫≤0.02%,磷≤0.025%,铬≤0.30%,镍≤0.40%,钼≤0.15%,碳当量≤0.47%,余量为铁。具有能有效提高机械强度,满足卡车上的多作用使用要求,同时还能够降低铸造缺陷的优点。

Description

卡车用桥梁结构件及其熔模铸造方法
技术领域
本发明属于卡车用桥梁结构件的技术领域,具体的涉及一种卡车用桥梁结构件及其熔模铸造方法。
背景技术
卡车上的桥梁结构件,起到非常关键的连接、载重和力量传递作用,因此,其机械性能的好坏直接影响卡车的使用安全;这种结构件由于其作用的多样性,存在较多的加工槽孔,还有较多的壁厚不均,高低错落的结构,如果采用传统的切削工艺,很难完成;目前较多的使用的是浇注工艺,但是由于该结构件需要非常高的机械强度和不允许有气孔、砂眼、裂纹、毛刺等铸造缺陷,目前的浇注工艺很难满足这种要求。
发明内容
本发明针对现有技术的上述问题,提供一种能有效提高机械强度,满足卡车上的多作用使用要求,同时还能够降低铸造缺陷的卡车用桥梁结构件。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:一种卡车用桥梁结构件,该结构件,包括本体,所述的本体呈弧形弯曲状,本体的两端每端对称设置一对第一安装孔,本体的一端位于第一安装孔的前部设置有两个第二安装孔,所述的第一安装孔和第二安装孔的轴相互垂直;所述的弧形弯曲状的本体位于凹面靠近两端位置对称设置有凹槽、靠近中间位置对称设置有第一凸块,位于凸面靠近两端位置对称设置有第二凸块;且该结构件由以下重量百分比的各组分构成:碳0.17-0.23%,硅0.20-0.60%,锰1.00-1.50%,硫≤0.02%,磷≤0.025%,铬≤0.30%,镍≤0.40%,钼≤0.15%,碳当量≤0.47%,余量为铁。
本发明的上述合金成分,特别是其中铬≤0.30%,镍≤0.40%,钼≤0.15%,三种元素成分的控制,能够很好的增加结构件的组织金相、提高结构件的机械性能,特别是其中的硬度(HB)可以实现在160-200N/mm2(MPa)。
作为进一步的优选,所述的铬0.01-0.30%,镍0.01-0.40%,钼0.001-0.15%。
本发明还提供一种上述卡车用桥梁结构件的熔模铸造方法(铸造方法),包括造型、修边、焊接、涂料、脱蜡、型壳焙烧、铸钢、清砂、打磨、正规正火-后处理等。
本发明的造型步骤,具体的:首先将制备卡车用桥梁结构件蜡模的模具进行合模,合模后模具内构成卡车用桥梁结构件的蜡模型腔;然后向型腔内注入熔融的蜡液,并控制蜡液的注入压力为0.1-0.35MPa,注蜡时间控制在20-24秒,注蜡的温度为46-55℃,注蜡完成,待蜡冷却后获得蜡模。
本发明的修边为行业常规技术,主要是去除蜡模的分型线和蜡屑,并保证蜡模表面无凹陷。
本发明的焊接为铸造工艺中常规技术,主要是将修边后的蜡模与浇注系统进行焊接得到模组。
本发明的涂料,具体的:在模组的外表面涂上耐火涂料,共涂抹6层,从模组表面由内至外,分别为面浆层、过渡浆层、第一加固浆层、第二加固浆层、第三固浆层、封浆层;所述的面浆层中的浆料满足水玻璃比重27-29婆美度(波美度)、粘度30-45S,硬化剂比重(w)20-24,硬化时间40-60min,干燥时间40-60min;过渡浆层中的浆料满足水玻璃比重27-29婆美度(波美度)、粘度10-15S,硬化剂比重(w)20-24,硬化时间40-60min,干燥时间40-60min;第一加固浆层中的浆料满足水玻璃比重27-29婆美度(波美度)、粘度20-24S,硬化剂比重(w)20-24,硬化时间40-60min,干燥时间40-60min;第二加固浆层中的浆料满足水玻璃比重35-38婆美度(波美度)、粘度10-13S,硬化剂比重(w)20-24,硬化时间40-60min,干燥时间40-60min;第三固浆层中的浆料满足水玻璃比重35-38婆美度(波美度)、粘度10-13S,硬化剂比重(w)20-24,硬化时间40-60min,干燥时间40-60min;封浆层中的浆料满足水玻璃比重35-38婆美度(波美度)、粘度10-13S,硬化剂比重(w)20-24,硬化时间40-60min,干燥时间40-60min。
本发明的脱蜡,为铸造工艺中常规技术,主要是将涂料后的模组进行加热,使得其中的蜡模脱除,获得型壳。
本发明的型壳焙烧,具体的:将脱蜡后的型壳置于熔炼炉中进行焙烧,焙烧温度为820-900℃,并在该温度下保温30-60min,然后冷却至600℃出炉,随空气冷却至室温。
本发明的铸钢,具体的:按照配方比例碳0.17-0.23%,硅0.20-0.60%,锰1.00-1.50%,硫≤0.02%,磷≤0.025%,铬≤0.30%,镍≤0.40%,钼≤0.15%,碳当量≤0.47%,余量为铁;将原料置于熔炼炉中进行熔炼获得金属液;然后将熔融的金属液浇注到型壳中,熔融金属液的温度为1570-1620℃,从出壳至浇注的时间控制在8min以下,冷却获得结构件;该过程型壳置于砂箱中,熔融的金属液通过浇注系统的浇道进入到型壳内。
本发明的清砂、打磨,具体的为铸造工艺中常规技术,主要是将铸钢后获得的结构件上的砂去除干净,然后表面打磨光滑即可。
本发明的正规正火为将结构件置于加热炉中进行加热,加热温度为900-930℃,并维持该温度1.5-3小时,然后保温完成孔取出于空气中进行冷却;采用本发明的上述正规正火处理之后,使得产品具有良好的金相组织,从而使得构件获得硬度高,强度强,不易断裂的优点。
本发明的后处理为行业常规的后处理步骤,如抛砂(履带机用0.8mm钢丸抛丸,清除氧化皮、粘砂)、清理表面(表面清洁)、整形(平面整形,平面度控制在0.5mm以内)、机加工(参考机加工工艺卡)、检验(参考《成品检验指导书》)等步骤,均为常规技术,不再赘述。
本发明的制备方法,具有制备工艺简单,制备过程能有效的降低构件的表面缺陷,不会出现气孔、砂眼、裂纹、毛刺等铸造缺陷,型壳经过多层涂覆,保证尺寸精确且铸件光滑,同时结合正规正火后能有效提高铸件的机械性能。
附图说明
图1为本发明卡车用桥梁结构件结构示意图(凸面朝上)。
图2为本发明卡车用桥梁结构件结构示意图(凸面朝下)。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
实施例
如附图1-2所示,本发明的该结构件,包括本体1,所述的本体呈弧形弯曲状,本体的两端每端对称设置一对第一安装孔2,本体的一端位于第一安装孔的前部设置有两个第二安装孔3,所述的第一安装孔和第二安装孔的轴相互垂直;所述的弧形弯曲状的本体位于凹面靠近两端位置对称设置有凹槽4、靠近中间位置对称设置有第一凸块5,位于凸面靠近两端位置对称设置有第二凸块6。
该结构具体的制备步骤为:造型、修边、焊接、涂料、脱蜡、型壳焙烧、铸钢、清砂、打磨、正规正火-后处理等。
(1)将制备卡车用桥梁结构件蜡模的模具进行合模,合模后模具内构成卡车用桥梁结构件的蜡模型腔;然后向型腔内注入熔融的蜡液,并控制蜡液的注入压力为0.2MPa,注蜡时间控制在20-24秒,注蜡的温度为50-52℃,注蜡完成,待蜡冷却后获得蜡模;
(2)修边,去除蜡模的分型线和蜡屑,并保证蜡模表面无凹陷;
(3)焊接,主要是将修边后的蜡模与浇注系统进行焊接得到模组;
(4)涂料,具体的:在模组的外表面涂上耐火涂料,共涂抹6层,从模组表面由内至外,分别为面浆层、过渡浆层、第一加固浆层、第二加固浆层、第三固浆层、封浆层;所述的面浆层中的浆料满足水玻璃比重28婆美度(波美度)、粘度40S,硬化剂比重(w)22,硬化时间50min,干燥时间50min;过渡浆层中的浆料满足水玻璃比重28婆美度(波美度)、粘度13S,硬化剂比重(w)22,硬化时间50min,干燥时间50min;第一加固浆层中的浆料满足水玻璃比重28婆美度(波美度)、粘度22S,硬化剂比重(w)22,硬化时间50min,干燥时间50min;第二加固浆层中的浆料满足水玻璃比重36婆美度(波美度)、粘度12S,硬化剂比重(w)22,硬化时间50min,干燥时间50min;第三固浆层中的浆料满足水玻璃比重26婆美度(波美度)、粘度12S,硬化剂比重(w)22,硬化时间50min,干燥时间50min;封浆层中的浆料满足水玻璃比重27婆美度(波美度)、粘度12S,硬化剂比重(w)22,硬化时间50min,干燥时间50min。
(5)脱蜡,为铸造工艺中常规技术,主要是将涂料后的模组进行加热,使得其中的蜡模脱除,获得型壳;
(6)型壳焙烧,具体的:将脱蜡后的型壳置于熔炼炉中进行焙烧,焙烧温度为850℃,并在该温度下保温40min,然后冷却至600℃出炉,随空气冷却至室温;
(7)铸钢,具体的:按照配方比例碳0.20%,硅0.40%,锰1.3%,硫0.01%,磷0.020%,铬0.25%,镍20%,钼0.10%,碳当量≤0.47%,余量为铁;将原料置于熔炼炉中进行熔炼获得金属液;然后将熔融的金属液浇注到型壳中,熔融金属液的温度为1600-1610℃,从出壳至浇注的时间控制在8min以下,冷却获得结构件;该过程型壳置于砂箱中,熔融的金属液通过浇注系统的浇道进入到型壳内。
(8)清砂、打磨,具体的为铸造工艺中常规技术,主要是将铸钢后获得的结构件上的砂去除干净,然后表面打磨光滑即可;
(9)正规正火为将结构件置于加热炉中进行加热,加热温度为920℃,并维持该温度2小时,然后保温完成孔取出于空气中进行冷却;采用本发明的上述正规正火处理之后,使得产品具有良好的金相组织,从而使得构件获得硬度高,强度强,不易断裂的优点。
(10)本发明的后处理为行业常规的后处理步骤,如抛砂(履带机用0.8mm钢丸抛丸,清除氧化皮、粘砂)、清理表面(表面清洁)、整形(平面整形,平面度控制在0.5mm以内)、机加工(参考机加工工艺卡)、检验(参考《成品检验指导书》)等步骤,均为常规技术,不再赘述。
实施例2
制备方法同实施例1,具体的原料配比为:碳0.22%,硅0.20-0.60%,锰1.30%,硫0.005%,磷0.015%,铬0.10%,镍0.20%,钼0.10%,碳当量≤0.47%,余量为铁。
本发明上述实施例获得的样品,具体的机械性能如下:
抗拉强度500-600N/mm2,屈服强度≥300N/mm2,延伸率≥22%,硬度(HB)160-200;所以,从上述的检测数据可知,本发明的卡车用桥梁结构件具有硬度高、抗拉强度强,延伸率高,不易断裂、承重力强的优点。

Claims (8)

1.一种卡车用桥梁结构件,其特征在于:该结构件,包括本体,所述的本体成弧形弯曲状,本体的两端每端对称设置一对第一安装孔,本体的一端位于第一安装孔的前部设置有两个第二安装孔,所述的第一安装孔和第二安装孔的轴相互垂直;所述的弧形弯曲状的本体位于凹面靠近两端位置对称设置有凹槽、靠近中间位置对称设置有第一凸块,位于凸面靠近两端位置对称设置有第二凸块;且该结构件由以下重量百分比的各组分构成:碳0.17-0.23%,硅0.20-0.60%,锰1.00-1.50%,硫≤0.02%,磷≤0.025%,铬≤0.30%,镍≤0.40%,钼≤0.15%,碳当量≤0.47%,余量为铁。
2.根据权利要求1所述的卡车用桥梁结构件,其特征在于:该结构件由以下重量百分比的各组分构成:碳0.17-0.23%,硅0.20-0.60%,锰1.00-1.50%,硫≤0.02%,磷≤0.025%,铬0.01-0.30%,镍0.01-0.40%,钼0.001-0.15%,碳当量≤0.47%,余量为铁。
3.一种权利要求1所述的卡车用桥梁结构件的熔模铸造方法,其特征在于:制备步骤包括造型、修边、焊接、涂料、脱蜡、型壳焙烧、铸钢、清砂、打磨、正规正火和后处理。
4.根据权利要求3所述的卡车用桥梁结构件的熔模铸造方法,其特征在于:造型步骤,具体的:首先将制备卡车用桥梁结构件蜡模的模具进行合模,合模后模具内构成卡车用桥梁结构件的蜡模型腔;然后向型腔内注入熔融的蜡液,并控制蜡液的注入压力为0.1-0.35MPa,注蜡时间控制在20-24秒,注蜡的温度为46-55℃,注蜡完成,待蜡冷却后获得蜡模。
5.根据权利要求3所述的卡车用桥梁结构件的熔模铸造方法,其特征在于:涂料步骤,具体的:在模组的外表面涂上耐火涂料,共涂抹6层,从模组表面由内至外,分别为面浆层、过渡浆层、第一加固浆层、第二加固浆层、第三固浆层、封浆层;所述的面浆层中的浆料满足水玻璃比重27-29婆美度、粘度30-45S,硬化剂比重20-24,硬化时间40-60min,干燥时间40-60min;过渡浆层中的浆料满足水玻璃比重27-29婆美度、粘度10-15S,硬化剂比重20-24,硬化时间40-60min,干燥时间40-60min;第一加固浆层中的浆料满足水玻璃比重27-29婆美度、粘度20-24S,硬化剂比重20-24,硬化时间40-60min,干燥时间40-60min;第二加固浆层中的浆料满足水玻璃比重35-38婆美度、粘度10-13S,硬化剂比重20-24,硬化时间40-60min,干燥时间40-60min;第三固浆层中的浆料满足水玻璃比重35-38婆美度、粘度10-13S,硬化剂比重20-24,硬化时间40-60min,干燥时间40-60min;封浆层中的浆料满足水玻璃比重35-38婆美度、粘度10-13S,硬化剂比重20-24,硬化时间40-60min,干燥时间40-60min。
6.根据权利要求3所述的卡车用桥梁结构件的熔模铸造方法,其特征在于:型壳焙烧步骤,具体的:将脱蜡后的型壳置于熔炼炉中进行焙烧,焙烧温度为820-900℃,并在该温度下保温30-60min,然后冷却至600℃出炉,随空气冷却至室温。
7.根据权利要求3所述的卡车用桥梁结构件的熔模铸造方法,其特征在于:铸钢步骤,具体的:按照配方比例碳0.17-0.23%,硅0.20-0.60%,锰1.00-1.50%,硫≤0.02%,磷≤0.025%,铬≤0.30%,镍≤0.40%,钼≤0.15%,碳当量≤0.47%,余量为铁;将原料置于熔炼炉中进行熔炼获得金属液;然后将熔融的金属液浇注到型壳中,熔融金属液的温度为1570-1620℃,从出壳至浇注的时间控制在8min以下,冷却获得结构件;该过程型壳置于砂箱中,熔融的金属液通过浇注系统的浇道进入到型壳内。
8.根据权利要求3所述的卡车用桥梁结构件的熔模铸造方法,其特征在于:正规正火步骤,具体的:将结构件置于加热炉中进行加热,加热温度为900-930℃,并维持该温度1.5-3小时,然后保温完成孔取出于空气中进行冷却。
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