CN106862497A - 一种铁型覆砂铸造卡车推杆支架的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁型覆砂铸造卡车推杆支架的生产方法，铁型的内腔按卡车推杆支架的形状随型制出，随型覆砂层厚度为7mm‑8mm，采用封闭式浇口；上半模模样的最高处射孔、四周围芯头均装有气孔针，在铁型的分型面上设有排气槽；外模的上下模底板中间设有加热装置，温度达到要求后射砂；做好砂芯后装芯、合箱、浇注、开箱。使用本发明的方法，出品率由原来砂型铸造的65％提高到铁型铸造的83％以上，消除了皮下气孔、组织疏松等缺陷，解决了卡车推杆支架在工作时的断裂问题，提高了整体机械性能，减少了砂处理设备、场地和用砂量；改善了铸造的恶劣环境。且工艺流程简单，容易控制，生产成本比砂型铸造要低30～50％。

Description

一种铁型覆砂铸造卡车推杆支架的生产方法

技术领域

本发明属生产卡车推杆支架铸造工艺领域，特别是一种铁型覆砂铸造卡车推杆支架的生产方法。

背景技术

铁型覆砂铸造是在金属型(又称铁型)内腔周围覆上一层型砂(又称覆膜砂)的一种铸造工艺方法。它是金属型铸造和壳型铸造两种方法的结合。该工艺生产的铸件具有尺寸精度高、轮廓清晰、机械性能好、节约人工、材料和设备、生产成本低等优点。

在国外，德国、前苏联等国早已于60年代前后开始把铁型覆砂铸造应用于生产，主要用于生产球铁曲轴、刹车毂、刹车盘、缸套、炸弹壳、坦克履带和电机底座等30余种铸件。

在国内，铁型覆砂铸造工艺的应用研究绝大部分都使用于曲轴或者球墨铸铁的生产。近几年来，在全国已有近百家企业也应用了铁型覆砂铸造工艺，生产的零件除球铁曲轴外，还有汽车的凸轮轴、平衡轴、耐压阀体、缸套，耐磨齿盘等30余种铸件，而运用该铁型铸造工艺技术来生产卡车推杆支架还是空白。

在我国厂家，都是采用高压铸造或者静压铸造方法生产卡车推杆支架。该工艺虽然质量上相对来说还比较稳定，但还是属于砂型铸造，在造型时还是需要煤粉，用砂量很大，生产环境还未得到完全改善；同时也存在着砂处理工部等一整套设备、材料仓库、型砂输送、除尘等设备，工作环境比较差，不利于铸造生产环保，而且设备投资大，成本高，所占用的面积也大。产品浇注并经热处理退火后，本体抗拉强度绝大多数达到或接近所要求牌号，如自硬树脂砂铸造卡车推杆支架QT600-10牌号，本体抗拉强度大多为600Mpa，硬度在177-189之间，用湿型砂工艺生产珠光体一般只有40-50，球化级别一般在3级，延伸率3～5％。但现今在汽车行业激烈竞争下，各汽车厂家生产的卡车推杆支架要求越来越高，多种性能指标要求达到或超过国家标准，例如该产品延伸率要求达10％以上。由于使用常规的砂型铸造无法达到要求，必须另找出路。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种铁型覆砂铸造卡车推杆支架的生产方法，解决球铁卡车推杆支架常见的组织疏松、表面质量差、整体机械性能得不到保证的问题，工艺流程简单，容易控制，降低成本。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题：

一种铁型覆砂铸造卡车推杆支架的生产方法，工艺步骤如下：

(1)造型：

外砂箱采用铁型，覆膜砂为树脂砂，铁型的内腔按卡车推杆支架的形状随型制出，随型覆砂层厚度为10mm-30mm；浇注系统有浇口杯、直浇口、横浇口和滤网，采用封闭式浇口；上半模模样的最高处射孔、四周围芯头都分别装有气孔针且均不穿出箱面；在铁型的分型面上均匀分布有排气槽；外模的上下模底板中间设有加热装置，模具温度和铁型温度均控制在180-240℃，温度达到要求后进行射砂；

(2)砂芯：

卡车推杆支架的砂芯的组装、上涂料并滤干、烘干条件与现有工艺一致，烘烤好的坭芯芯头钻出排气孔；

(3)合箱：

吹干净铸型；然后用6mm封箱条围住砂箱各合箱定位销，在浇注系统滤网座装上过滤网，上箱吹干净后，进行合箱，并扣上箱扣；浇口杯采用一次性陶瓷直冲漏斗浇口杯，安装到铁型时在接触面抹一层专用铸造粘胶粘牢，并放上浇口杯压铁等待浇注。

(4)浇注：

铁水采用QT600-10牌号铁水浇注，其化学成分质量比为：

C：3.7～3.9％，Si：1.6～1.7％，Mn≤0.2％，Cu≤0.2％，Re：0.01％～0.02％，Mg：0.03％～0.05％；

浇注温度控制在1420℃-1440℃，8件/型的浇注时间为9.5-10.5s；

(5)开箱：浇注后25分钟开箱扣；铸件凝固30分钟后落箱，自由冷却。

所述浇注系统的铁水流道是由浇口杯到直浇道到横浇道，再由横浇道通过滤网后均衡分到内浇口到铸件；浇注系统各浇口总截面之比为：∑直︰∑横︰∑内＝1︰(0.75-0.78)︰(0.68-0.72)；滤网采用直孔陶瓷滤网。

所述上半模模样最高处射孔装的气孔针外径为Φ8mm，上半模四周围芯头的气孔针外径为Φ10mm，铁型的分型面上的排气槽为半圆形，直径为Φ6mm。

所述射砂的射砂气压为0.35-0.40Mpa，固化时间为50-60S。

所述合箱的扣箱力为80-85N.M。

本发明的显著优点在于：

使用本发明生产方法，出品率达82％以上，因铁型使用了不含水分的树脂砂做覆砂造型材料，从而消除了皮下气孔缺陷；铁水凝固过程中得到快速冷却，消除了卡车推杆支架常有的组织缩松、疏松等缺陷，提高了卡车推杆支架铸件的整体机械性能，满足或超过目前卡车推杆支架生产要求的各项性能指标；浇注后覆砂溃散性好，易清理，环保性好。整个工艺流程简单，容易采取措施和控制，产品的生产成本比砂型铸造工艺生产要低30～50％，且适用于各种类型卡车推杆支架、汽缸盖和排气管等重要复杂零部件的生产和多种要求高质量的其它大中小零件，应用前景广泛。

本发明卡车推杆支架的铁型覆砂铸造工艺具有工艺出品率高、组织致密不渗漏、综合性能高、用砂量少、设备投资少、生产周期短、见效快、设备占用面积少、生产效率高、制造成本低、环保性好的优点

具体实施方式

以下详细描述本发明的具体实施方式，但不构成对本发明权利要求保护范围的限制。

本发明铁型覆砂铸造工艺是利用铁型增加铁水在铸造过程中的冷却速度，细化组织，提高了卡车推杆支架在壁厚不均情况下保证机体较厚部位或较厚凸台、塔子的组织致密性。在同等熔炼铁水的成分下，使用铁型覆砂铸造工艺生产机体比砂型铸造工艺可以获得更高的抗拉强度、硬度和更好的石墨形态和石墨大小级别，稳定珠光体在50％以上。最重要的是提高了卡车推杆支架延伸率。

本发明卡车推杆支架的铁型覆砂铸造工艺与静压砂型铸造工艺不同之处是在造型工序，本发明卡车推杆支架的铁型覆砂铸造工艺是采用专用的ZXTF-Z-1350*740造型主机自动化生产线。按照铁型规格要求，卡车推杆支架设计布置为8件/型，分上下模。该生产线额定生产率为15型/h,两台造型主机则为30型/h。砂箱是金属型，内腔是按照卡车推杆支架的形状,留有覆砂层厚度并随型制出，外模模底板下面设有加热装置，模具温度和铁型温度均恒温控制在180-240℃。造型采用覆膜砂，当模具和铁型温度达到设定的温度后，在铁型内腔周围覆上一层薄薄的型砂。

由于覆膜砂是流动干型的，无水分，经过射砂表面硬化后，其表面光洁度很好，不用上涂料，而静压砂型铸造工艺是属湿型(潮型)铸造，其表面需要上涂料才能保证铸件的光洁度。因此铁型覆砂铸造工艺可以大量节约涂料成本。

以生产柳州五菱卡车推杆支架为例，采用静压铸造生产工艺时，造型用砂量单台为622kg以上，而用铁型覆砂工艺生产卡车推杆支架(8件/型)时，铸造造型单台使用砂量仅需18-20kg左右；若按目前价格计算成本的话，年产20万件光造型用砂量可以节约80万元以上。而这种规模的铁型覆砂铸造生产线比国内静压生产线减少投资1500万元，比进口静压生产线减少投资2000万元以上。

本发明卡车推杆支架的铁型覆砂铸造工艺具有工艺出品率高、组织致密不渗漏、综合性能高、用砂量少、设备投资少、生产周期短、见效快、设备占用面积少、生产效率高、制造成本低、环保性好等优点的同时，其不足之处是各种铁型砂箱没有通用性、受设备影响单天产量偏低。

采用本发明方法生产9002778柳州五菱卡车推杆支架，具体工艺步骤如下：

1.造型

造外型采用铁型覆砂铸造工艺进行。外砂箱采用铁型，覆膜砂是采用相变砂，即旧砂回收后处理再重新覆膜，铁型铸造工艺按照8件/型进行设计，铁型的内腔是按照卡车推杆支架的形状随型制出，试制时随型覆砂层厚度为8mm。浇注系统的铁水流道是由浇口杯到直浇道到横浇道，再由横浇道通过滤网后均衡分到内浇口到铸件；浇注系统采用封闭式浇口，其各浇口总截面之比为：∑直︰∑横︰∑内＝1︰(0.75-0.78)︰(0.68-0.72)；滤网采用直孔陶瓷滤网。在克服铁型工艺缺点排气问题上，在上半模模样最高处射孔装有外径Φ8mm的气孔针，上半模四周围芯头分别装有外径Φ10mm气孔针，且都不穿出箱面；在铁型的分型面上均匀分布有直径Φ6mm的半圆排气槽。外模的上下模底板中间都分别设有加热装置，模具温度和铁型温度均控制在180-240℃；待温度达到工艺要求后进行射砂，射砂气压为0.35-0.40Mpa，固化时间为50-60S，射砂后的覆砂层颜色控制为棕褐色。在连续生产时，经浇注后的铁型必须经过水冷后达到温控要求时才能进行循环使用(测温采用红外线进行)。

2.砂芯

采用铸型吊芯方式，直接射出；

3.合箱

箱前检查铸型质量，保证铸型符合要求并用压缩空气吹干净铸型；然后用6mm封箱条围住砂箱各合箱定位销，在浇注系统滤网座装上过滤网，上箱吹干净后，进行合箱，并扣上箱扣，合箱的扣箱力为80-85N.M。浇口杯采用一次性陶瓷直冲漏斗浇口杯，安装到铁型时在接触面抹一层专用铸造粘胶粘牢，并放上浇口杯压铁等待浇注。

4.浇注

采用QT600-10牌号铁水浇注，其化学成分质量比为：

C：3.7～3.9％，Si：1.6～1.7％，Mn≤0.2％，Cu≤0.2％，Re：0.01％～0.02％，Mg：0.03％～0.05％；

浇注温度控制在1420℃-1440℃，浇注时间(8件/型)为9.5-10.5s；待浇口杯铁水成糊状时打断浇口杯；

5.开箱

浇注后25分钟开箱扣；铸件凝固时间为35分钟时落箱，落箱后的铸件为暗红色，然后自由冷却到室温。

6.检验结果

铸件经过清理抛丸后，不经过热处理，直接铸态解剖铸件检测得到结果如下：

1)卡车推杆支架各个部位金相组织和硬度情况如下：

2)机械性能

性能检测附铸试块，具体情况如下：

用本发明的铁型覆砂方法铸造卡车推杆支架，在满足性能要求的条件下可以减少或者不用加入合金，如Cu合金可以由原来的0.7～0.8％减少到0.2～0.3％。

实践说明：运用本发明的方法生产卡车推杆支架，本体机械性能比砂型铸造本体要求牌号要高出一个牌号以上，从而保证满足日益发展的汽车制造行业竞争要求。

用本发明的方法，不仅可以生产出蠕墨铸铁或球墨铸铁汽车零部件、汽缸体、缸盖、排气管等高质量的汽车重要零部件，还可以用于各行各业的机械制造，如航空、铁路机车车辆、农用机械、建筑机械和军工等等需承受高强度、高韧性、高致密性、高耐磨的大中小零件的生产。

Claims (5)

1.一种铁型覆砂铸造卡车推杆支架的生产方法，其特征是，工艺步骤如下：

(1)造型：

外砂箱采用铁型，覆膜砂为树脂砂，铁型的内腔按卡车推杆支架的形状随型制出，随型覆砂层厚度为10mm-30mm；浇注系统有浇口杯、直浇口、横浇口和滤网，采用封闭式浇口；上半模模样的最高处射孔、四周围芯头都分别装有气孔针且均不穿出箱面；在铁型的分型面上均匀分布有排气槽；外模的上下模底板中间设有加热装置，模具温度和铁型温度均控制在180-240℃，温度达到要求后进行射砂；

(2)砂芯：

卡车推杆支架的砂芯的组装、上涂料并滤干、烘干条件与现有工艺一致，烘烤好的坭芯芯头钻出排气孔；

(3)合箱：

吹干净铸型；然后用6mm封箱条围住砂箱各合箱定位销，在浇注系统滤网座装上过滤网，上箱吹干净后，进行合箱，并扣上箱扣；浇口杯采用一次性陶瓷直冲漏斗浇口杯，安装到铁型时在接触面抹一层专用铸造粘胶粘牢，并放上浇口杯压铁等待浇注。

(4)浇注：

铁水采用QT600-10牌号铁水浇注，其化学成分质量比为：

C：3.7～3.9％，Si：1.6～1.7％，Mn≤0.2％，Cu≤0.2％，Re：0.01％～0.02％，Mg：0.03％～0.05％；

浇注温度控制在1420℃-1440℃，8件/型的浇注时间为9.5-10.5s；

(5)开箱：浇注后25分钟开箱扣；铸件凝固30分钟后落箱，自由冷却。

2.如权利要求1所述的一种铁型覆砂铸造卡车推杆支架的生产方法，其特征是，所述浇注系统的铁水流道是由浇口杯到直浇道到横浇道，再由横浇道通过滤网后均衡分到内浇口到铸件；浇注系统各浇口总截面之比为：∑直︰∑横︰∑内＝1︰(0.75-0.78)︰(0.68-0.72)；滤网采用直孔陶瓷滤网。

3.如权利要求1所述的一种铁型覆砂铸造卡车推杆支架的生产方法，其特征是，所述上半模模样最高处射孔装的气孔针外径为Φ8mm，上半模四周围芯头的气孔针外径为Φ10mm，铁型的分型面上的排气槽为半圆形，直径为Φ6mm。

4.如权利要求1所述的一种铁型覆砂铸造卡车推杆支架的生产方法，其特征是，所述射砂的射砂气压为0.35-0.40Mpa，固化时间为50-60S。

5.如权利要求1所述的一种铁型覆砂铸造卡车推杆支架的生产方法，其特征是，所述合箱的扣箱力为80-85N.M。