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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