CN107058858B - 一种能够消除缩孔和缩松的轻型卡钳体铸件的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种能够消除缩孔和缩松的轻型卡钳体铸件的生产方法，调节铁液中各组分的质量分数为：C 3.7‑3.9%，Si 1.9‑2.1%，Mn 0.2‑0.4%，S≤0.02%，P≤0.02%，余量为Fe；本发明通过添加石墨化增碳剂以增加铁水中的碳含量，减少硅铁的加入量来降低铁水中硅含量，采用强孕育剂二次孕育，快速浇注避免孕育衰退，铁水中碳高硅低，且磷的含量也控制较低，保证了铁水较好的流动性，铸造性能优良，铁水膨胀小，强孕育剂促进石墨化，自补缩性好，整体补缩效果好，在减轻卡钳体铸件重量的同时，能够避免铸件热节部位出现缩孔和缩松，降低了铸件的报废率和成产成本。
Description
技术领域
本发明涉及零部件铸造生产技术领域，具体是一种能够消除缩孔和缩松的轻型卡钳体铸件的生产方法。
背景技术
为减少燃油消耗和降低二氧化碳的排放，汽车的轻量化已经成为众所关注的焦点之一。研究表明，汽车整车的质量每减少100kg，每一百公里油耗可降低0.3-0.6L。此外，汽车轻量化还可以提高汽车动力性，节省材料，降低成本。
汽车轻量化有多种途径，其中通过改进结构、采用新技术等减少汽车上的铸件重量是其中的一种重要方法。制动钳（即卡钳体）是汽车液压盘式制动器上的主要零件之一，经加工后与制动活塞、制动盘、摩擦片、制动支架等配合使用，它是汽车中应力最为集中、承受变载压力最频繁的零件，直接关系到汽车的安全性能。制动器也是其中的减重对象，制动器可分为鼓式和盘式两大类。目前使用最广泛的为盘式制动器，盘式制动器主要由制动盘、卡钳体、支架以及液压系统等组成。
目前，减轻卡钳体重量的方法有改善卡钳体结构，但是卡钳体结构更改后，卡钳体铸件结构变得厚薄不均，铸造过程中铸件热节部位难以通过冒口进行补缩，铸件热节部位容易出现缩孔、缩松等缺陷，废品率高，严重浪费生产材料，生产成本高。如中国专利公开号为CN102794446A中提到内浇道采用多道、均匀进入铁水，形状用扁薄或狭深浇道，应确保能尽快凝固，其厚度一般不超过15mm，出气孔的总界面积必须大于浇铸系统的最小阻流面积。类似方法在轻型卡钳体上试验过，由于轻型卡钳体结构特殊，再受到模具型板布局影响，用此方法不能解决轻型卡钳体缩孔和缩松问题。中国专利公开号为CN 105750493A中提到内浇道的内浇口使用扁平浇口，铸造型腔的内部不设有冷铁，充分利用球铁的“自补缩”能力。此方案原理类似于公开号为CN 102794446 A，采用此方案，通过将浇口更改为扁平状，经过多次试验，也不能解决轻型卡钳体缩孔和缩松问题。因此，如何减轻卡钳体铸件重量的同时，能够避免铸件的热节部位出现缩孔和缩松，降低成产成本，提高产品的合格率，是本技术领域亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的就是针对上述问题，提供一种能够消除缩孔和缩松的轻型卡钳体铸件的生产方法，本发明能够减轻卡钳体铸件重量的同时，能够避免铸件热节部位出现缩孔和缩松，降低成产成本，提高产品的合格率。
本发明的一种能够消除缩孔和缩松的轻型卡钳体铸件的生产方法，加入质量分数为35-45%优质碳素钢、1.3-1.5%石墨化增碳剂至电炉中熔化，在熔化过程中加入质量分数为55-65%球墨铸铁回炉料，待电炉中的温度为1500℃时，调节电炉中的铁液成分为：C 3.7-3.9%，Si 1.9-2.1%，Mn 0.2-0.4%，S≤0.02%，P≤0.02%，余量为Fe，采用强孕育剂二次孕育，自动喂丝球化后开始浇注卡钳体铸件，每型浇注时间为6.0-7.0s，每包铁水浇注时间控制在8min以内，浇注后的铸件输送至落砂滚筒中落砂，再采用液压分离钳分离铸件，铸件经过抛丸机抛丸后，即可得到卡钳体铸件，所述卡钳体铸件的硬度为160-170HB、抗拉强度为470.5-478.5MPa、延伸率为11.7-12.8%，球化2级、球径6级。
本发明中所述铁液中各组分的质量分数优选为：C 3.85%，Si 2.06%，Mn 0.25%，S0.012%，P 0.011%，Fe 93.817%。
本发明中所述一次孕育的孕育剂的加入量为总物料质量0.5%的75SiFe，二次孕育的孕育剂的加入量为总物料质量0.2%的SiBa。
本发明调整了铸铁中各组分的质量分数，改进前各组分的质量分数分别为：C3.5-3.7%，Si 2.3-2.5%、Mn≤0.5%、S≤0.03%、P≤0.06%，余量为Fe。该化学成分生产轻型卡钳体铸件时，弧背与油缸连接处容易出现缩松，直接导致铸件报废。本发明通过添加石墨化增碳剂以增加铁水中的碳含量，减少硅铁的加入量来降低铁水中硅含量，并严格控制废钢的质量，采用优质碳素钢，采用正交试验方法试验，最终确定将铁液中各组分的质量分数确定为：C 3.7-3.9%，Si 1.9-2.1%，Mn 0.2-0.4%，S≤0.02%，P≤0.02%，余量为Fe。采用强孕育剂二次孕育，快速浇注避免孕育衰退，铁水中碳高硅低，且磷的含量也控制较低，保证了铁水较好的流动性，铸造性能优良，铁水膨胀小，强孕育剂促进石墨化，自补缩性好，整体补缩效果好，在减轻卡钳体铸件重量的同时，能够避免铸件热节部位出现缩孔和缩松，明显降低了铸件的报废率和成产成本。
附图说明
图1是传统方法制备的卡钳体铸件的X射线探伤图谱；
图2是本发明实施例1制备的卡钳体铸件的X射线探伤图谱。
具体实施方式
实施例1
本实施例的一种能够消除缩孔和缩松的轻型卡钳体铸件的生产方法，加入2800kg优质碳素钢和100kg石墨化增碳剂至电炉中熔化，在熔化过程中加入4200kg球墨铸铁回炉料，待电炉中的温度为1500℃时，调节电炉中的铁液成分为：C 3.85%，Si 2.06%，Mn 0.25%，S 0.012%，P 0.011%，Fe 93.817%。采用强孕育剂二次孕育，自动喂丝球化后开始浇注卡钳体铸件，每型浇注时间为6.0-7.0s，每包铁水浇注时间控制在8min以内，浇注后的铸件输送至落砂滚筒中落砂，再采用液压分离钳分离铸件，铸件经过抛丸机抛丸后，即可得到卡钳体铸件，所述卡钳体铸件的硬度为160-170HB、抗拉强度为470.5-478.5MPa、延伸率为11.7-12.8%，球化2级、球径6级。本实施例制备的卡钳体铸件合格率为98.7%。
本实施例中所述一次孕育的孕育剂的加入量为总物料质量0.5%的75SiFe，二次孕育的孕育剂的加入量为总物料质量0.2%的SiBa。
将传统方法制备的卡钳体铸件与本实施例制备的卡钳体铸件进行抽检，分别进行X射线探伤检测，检测结果参见图1和图2。从图1可以看出，传统方法制备的卡钳体铸件中产生缩松；从图2可以看出，本发明实施例1制备的卡钳体铸件组织致密，无缩孔和缩松的现象。
实施例2
本实施例的一种能够消除缩孔和缩松的轻型卡钳体铸件的生产方法，加入2450kg优质碳素钢和91kg石墨化增碳剂至电炉中熔化，在熔化过程中加入3850kg球墨铸铁回炉料，待电炉中的温度为1500℃时，调节电炉中的铁液成分为：C 3.70%，Si 2.10%，Mn 0.20%，S 0.02%，P 0.015%，Fe 93.965%。采用强孕育剂二次孕育，自动喂丝球化后开始浇注卡钳体铸件，每型浇注时间为6.0-7.0s，每包铁水浇注时间控制在8min以内，浇注后的铸件输送至落砂滚筒中落砂，再采用液压分离钳分离铸件，铸件经过抛丸机抛丸后，即可得到卡钳体铸件，所述卡钳体铸件的硬度为160-170HB、抗拉强度为470.5-478.5MPa、延伸率为11.7-12.8%，球化2级、球径6级。本实施例制备的卡钳体铸件的合格率为95.3%。
本实施例中所述一次孕育的孕育剂的加入量为总物料质量0.5%的75SiFe，二次孕育的孕育剂的加入量为总物料质量0.2%的SiBa。
实施例3
本实施例的一种能够消除缩孔和缩松的轻型卡钳体铸件的生产方法，加入3150kg优质碳素钢和105kg石墨化增碳剂至电炉中熔化，在熔化过程中加入4550kg球墨铸铁回炉料，待电炉中的温度为1500℃时，调节电炉中的铁液成分为：C 3.90%，Si 1.90%，Mn 0.40%，S 0.014%，P 0.02%，Fe 93.766%。采用强孕育剂二次孕育，自动喂丝球化后开始浇注卡钳体铸件，每型浇注时间为6.0-7.0s，每包铁水浇注时间控制在8min以内，浇注后的铸件输送至落砂滚筒中落砂，再采用液压分离钳分离铸件，铸件经过抛丸机抛丸后，即可得到卡钳体铸件，所述卡钳体铸件的硬度为160-170HB、抗拉强度为470.5-478.5MPa、延伸率为11.7-12.8%，球化2级、球径6级。本实施例制备的卡钳体铸件的合格率为98.2%。
本实施例中所述一次孕育的孕育剂的加入量为总物料质量0.5%的75SiFe，二次孕育的孕育剂的加入量为总物料质量0.2%的SiBa。
Claims (2)
1.一种能够消除缩孔和缩松的轻型卡钳体铸件的生产方法，其特征在于：加入质量分数为35-45%优质碳素钢、1.3-1.5%石墨化增碳剂至电炉中熔化，在熔化过程中加入质量分数为55-65%球墨铸铁回炉料，待电炉中的温度为1500℃时，调节电炉中的铁液成分为：C3.85%，Si 2.06%，Mn 0.25%，S 0.012%，P 0.011%，Fe 93.817%，采用强孕育剂二次孕育，自动喂丝球化后开始浇注卡钳体铸件，每型浇注时间为6.0-7.0s，每包铁水浇注时间控制在8min以内，浇注后的铸件输送至落砂滚筒中落砂，再采用液压分离钳分离铸件，铸件经过抛丸机抛丸后，即可得到卡钳体铸件，所述卡钳体铸件的硬度为160-170HB、抗拉强度为470.5-478.5MPa、延伸率为11.7-12.8%，球化2级、球径6级。
2.根据权利要求1所述的一种能够消除缩孔和缩松的轻型卡钳体铸件的生产方法，其特征在于：所述一次孕育的孕育剂的加入量为总物料质量0.5%的75SiFe，二次孕育的孕育剂的加入量为总物料质量0.2%的SiBa。
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