CN111560559A - 基于等温淬火球铁的避震器毛坯及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于等温淬火球铁的避震器毛坯及其生产工艺，涉及避震器技术领域。包括基于树脂砂铸造生产线上生产，一型布置一件；位于空心轴部的通孔与倒钩部位置采用呋喃树脂芯形成；采用铁液先从浇道进入冒口，其次泡沫过滤片浇注系统，最后进入型腔的热冒口补缩工艺；位于倒钩部的外弧侧与空心轴部的一端部位置布置横浇道；位于横浇道的一侧设置有附铸试块；位于横浇道的相对另一侧设置有定位桩；在避震器本体的表面均布冷铁。本发明树脂砂铸造技术从造型材料、铸造工艺和设备等方面不断完善和发展，逐步形成了一套完整的技术。与原粘土砂工艺相比，其尺寸精度提高2‑3级，表面粗糙度细1‑2级。

Description

基于等温淬火球铁的避震器毛坯及其生产工艺
技术领域
本发明属于避震器铸造技术领域，特别是涉及一种基于等温淬火球铁的避震器毛坯，及一种基于等温淬火球铁的避震器毛坯的生产工艺。
背景技术
上世纪30年代初，E·S·Davenpon和E·C·Bain在研究钢的冷却速度与性能的关系时，发现钢在奥氏体处理后并经一定温度保持，得到针状铁素体和一定介面上沉淀的碳化物共析组织，具有良好的综合性能。这种组织后来被称为贝氏体。在较低温度保持，形成针状铁素体和铁索体内部一定晶面上沉淀的碳化物的混合物成为下贝氏体。在较高温度保持，形成板条状铁素体和板条周围沉淀的碳化物的混合物组织称为上贝氏体，按现在对贝氏体的分类还有其他各类贝氏体，这种热处理工艺叫做等温淬火，一定成分的球磨铸铁经等温淬火后得到的铸铁材料就是等温淬火球墨铸铁——ADI。
《球墨铸铁避震器毛坯的铸造工艺优化》介绍了壁厚为140mm球墨铸铁避震器的铸件结构及生产情况，针对生产中出现的铸件断面石墨球数少、碎块状石墨以及石墨漂浮问题，采取了以下优化措施：(1)增加冷铁强制冷却；(2)球化时添加1.2％-1.4％的纯La低RE球化剂，热包时随流加入0.1％-0.3％的石墨型增碳剂，采取包内孕育+随流孕育+型内孕育3次孕育方法；(3)控制CE及w(Si)量，降低浇注温度。生产结果显示：铸件球化率≥85％，石墨球数≥100个/mm2，铸件孤立热节处缩松问题得到改善，使铸件毛坯达到X射线探伤1级的要求。
避震器为某农机避震系统关键部件，材料牌号为QTD900-8，铸件质量160kg，最大壁厚140mm，要求铸件通过X射线探伤1级，球化率≥85％，石墨球数≥100个/mm2为便于造型，采用树脂砂工艺进行生产。试制结果显示：壁厚为140mm的位置断面呈暗灰色，并伴有阴影，该位置石墨球数只有50个/mm2左右，并存在碎块状石墨；有的铸件断面上部也出现暗灰色区域，检查金相发现上表面存在石墨漂浮现象。
厚大断面球墨铸铁件的凝固特征为：液态凝固时间短，共晶凝固时间长，在最终凝固前变快。随铸件壁厚增加，共晶平台凝固时间增加，后期凝固时，在接近最终凝固时凝固时间变短，并认为其衰退的主要方式是共晶凝固衰退，即共晶转变时冷速缓慢、时间长，从而导致变态石墨的产生。因此，石墨球径偏大，数量偏少以及碎块状石墨问题均与铸件凝固时间较长有关，解决此类缺陷应从降低铸件的凝固时间和提高金属液的抗衰性能出发。
采用强制冷却措施，在厚大位置上下面均添加冷铁，加快厚大位置的冷却速度。由于加快结晶速度，奥氏体壳封闭较快，可防止碎块状石墨的出现。对于壁厚较大的铸件，冷铁只能在一定范围内起作用，铸件断面太厚时，仍然不能消除碎块状石墨。
降低铁液温度不仅可以缩短凝固时间，还可以间接增强孕育效果，防止温度过高引起的孕育衰退过快，进而适当增加石墨球数。生产中，将浇注温度由1360-1380℃降低到1350-1370℃。同时提高浇注速度，将浇注时间由40s缩短至25s，避免因浇注温度降低而产生气孔以及冷隔等问题。
ADI避震器材质为ADI-900(QTD900-8)。要求X光探伤检测需通过1级，意味着铸件内部不允许有超过1级的任何缺陷。铸件壁厚很大，凝固时间长，石墨球大小和数量很难控制，心部容易产生碎块状石墨，上部容易出现石墨漂浮，图1-3所示，为现有相同壁厚(150-200mm)产品的断面金相，石墨球数量只有50/mm2，心部存在碎块状石墨，上部有石墨漂浮，要满足客户金相要求，需要采取特殊措施。ADI避震器是高强度球铁受力件，要求铸件组织致密，性能稳定，强度高；铸件壁厚变化大，尺寸精度要求高，尺寸公差要求达到CT9，关键尺寸要达到CT8；结构比较复杂，有分散热节，铸件易产生裂纹、变形和缩松等缺陷。受产品尺寸及结构影响，此产品只能采用树脂砂铸造工艺，由于树脂砂造型本身特有的保温效果，导致以上技术难点加剧。
发明内容
本发明的目的在于提供基于等温淬火球铁的避震器毛坯及其生产工艺，通过冷铁配合针对性发热冒口优化组合对孤立热节进行激冷以及补缩，和低温快浇工艺，解决本项目产品分散热节的补缩问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为基于等温淬火球铁的避震器毛坯，成分包括常规元素：Si％≤2.7％；S≤0.02％；P≤0.045％；Mn:0.2-0.3％；微量元素：Sn＜0.02％；Sb＜0.002％；Ti＜0.04％；V＜0.1％；Cr＜0.1％；Bi＜0.002％；合金元素：0.7-0.85％Cu；0.25-0.35％Mo。
进一步地，成分包括常规元素：Si％≤2.7％；S≤0.02％；P≤0.045％；Mn:0.2-0.3％；微量元素：Sn＜0.02％；Sb＜0.002％；Ti＜0.04％；V＜0.1％；Cr＜0.1％；Bi＜0.002％；合金元素：0.7-0.85％Cu；1.8-2.0％Ni；0.25-0.35％Mo。
进一步地，成分包括常规元素：Si％≤2.7％；S≤0.02％；P≤0.045％；Mn:0.2-0.3％；微量元素：Sn＜0.02％；Sb＜0.002％；Ti＜0.04％；V＜0.1％；Cr＜0.1％；Bi＜0.002％；合金元素：0.7-0.85％Cu；1.8-2.0％Ni；0.25％Mo。
进一步地，包括避震器本体；所述避震器本体包括空心轴部；以及，位于空心轴部一侧的倒钩部；所述倒钩部包括内弧侧和外弧侧；以及，位于空心轴部相对另一侧的第一支耳和第二支耳。
基于等温淬火球铁的避震器毛坯的生产工艺，包括如下过程：
S01、基于树脂砂铸造生产线上生产，一型布置一件；
S02、位于空心轴部的通孔与倒钩部位置采用呋喃树脂芯形成；采用铁液先从浇道进入冒口，其次泡沫过滤片浇注系统，最后进入型腔的热冒口补缩工艺；
S03、位于倒钩部的外弧侧与空心轴部的一端部位置布置横浇道；位于横浇道的一侧设置有附铸试块；位于横浇道的相对另一侧设置有定位桩；
S04、在避震器本体的表面均布冷铁；
S05、在避震器本体厚大部位的采用钡系长效孕育剂。
基于等温淬火球铁的避震器毛坯的生产工艺，包括如下过程：
A.缩水：板模的长、宽均按照1.0％放缩水，高按照0.8％放缩水，设置拔模斜度；所述拔模斜度按1°正斜。
B.横浇道放75×75×2210ppi陶瓷过滤片，浇口杯为陶瓷；
C.按树脂砂生产线制造上下型板模各一付，一型两件，砂箱内档净尺寸为1320×800×350(上)/300(下)；
D.型板材质为QT450-10,模型及芯盒材质均为ZL104,铝铸坯经T6热处理；模型壁厚≥12mm，芯盒壁厚≥10mm，各加强筋档的间距≤120mm，型板壁厚≥20mm，加强筋档间距≤160mm；
E.模型芯盒铸造圆角全部做出，工作面尺寸精度按一级金属模精度公差验收，光洁度不低于3.2。
进一步地，所述定位桩包括上型板保温冒口定位桩和下型板保温冒口定位桩；所述上型板保温冒口定位桩挖窝，所述下型板保温冒口定位桩做台；所述下型板保温冒口定位桩设置有流道。
进一步地，所述横浇道上设置有浇口管，位于浇口管的横浇道部位的一侧设置有陶瓷管定位，位于浇口管的横浇道部位的相对另一侧的横浇道为球面设置；所述浇口管的进水端设置陶瓷过滤片。
进一步地，所述钡系长效孕育剂，包内SiC处理或型内孕育；RE为阻碍石墨化元素，采用低稀土球化剂用以减少碎块状石墨的形成。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明树脂砂铸造技术从造型材料、铸造工艺和设备等方面不断完善和发展，逐步形成了一套完整的技术。与原粘土砂工艺相比，其尺寸精度提高2-3级，表面粗糙度细1-2级、综合铸件废品率明显降低，用砂量和砂处理工作人员明显减少。工人劳动强度降低，劳动环境改善。
2、由于以往粘土砂生产的铸件“肥头大耳”，同类铸件比树脂自硬砂生产的重10％一20％，加工余量增加两倍，从而使树脂砂铸造节约了大量的金属、能源和机加工工时。
3、与水玻璃自硬砂工艺相比，型砂残留强度低，浇注后溃散性好，易于落砂清理，铸件表面质量大大提高，旧砂再生方便，绝大部分旧砂可以回收利用。
4、使用“低稀土球化剂+钡系长效孕育剂+碳化硅预处理剂+低硅”等综合处理方式解决了等温淬火高强性能球铁(ADI-900)的石墨球径偏大和心部碎块状石墨问题。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有相同壁厚避震器产品的断面金相；
图2为现有相同壁厚避震器产品的断面金相；
图3为现有相同壁厚避震器产品的断面金相；
图4为充型过程的数值模拟；
图5为凝固后期的缩松、缩孔分布数值模拟结果；
图6为试制的铸件；
图7为图6中试制铸件的倒钩部石墨形态；
图8为图6中试制铸件各部位石墨形态；
图9为铸件厚大部位上面均放置冷铁的示意图；
图10为铸件厚大部位下面均放置冷铁的示意图；
图11为图9和图10在增加冷铁试制后的三维示意图；
图12为图11的断面图；
图13为铸件厚大部位上下面放置冷铁的数值模拟图；
图14为图13中针对厚大部位的碎块状石墨的数值模拟图；
图15为冷铁放置的数值模拟图；
图16为避震器本体的示意图；
图17为避震器浇注生产工艺的布置图；
图18为定位桩的布置示意图；
图19为浇口管的布置示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一、基于等温淬火球铁的避震器毛坯，成分包括常规元素：Si％≤2.7％；S≤0.02％；P≤0.045％；Mn:0.2-0.3％；微量元素：Sn＜0.02％；Sb＜0.002％；Ti＜0.04％；V＜0.1％；Cr＜0.1％；Bi＜0.002％；合金元素：0.7-0.85％Cu；0.25-0.35％Mo。
二、基于等温淬火球铁的避震器毛坯，成分包括常规元素：Si％≤2.7％；S≤0.02％；P≤0.045％；Mn:0.2-0.3％；微量元素：Sn＜0.02％；Sb＜0.002％；Ti＜0.04％；V＜0.1％；Cr＜0.1％；Bi＜0.002％；合金元素：0.7-0.85％Cu；1.8-2.0％Ni；0.25-0.35％Mo。
三、基于等温淬火球铁的避震器毛坯，成分包括常规元素：Si％≤2.7％；S≤0.02％；P≤0.045％；Mn:0.2-0.3％；微量元素：Sn＜0.02％；Sb＜0.002％；Ti＜0.04％；V＜0.1％；Cr＜0.1％；Bi＜0.002％；合金元素：0.7-0.85％Cu；1.8-2.0％Ni；0.25％Mo。
如图16所示，包括避震器本体1；避震器本体1包括空心轴部102；以及，位于空心轴部102一侧的倒钩部101；倒钩部101包括内弧侧1012和外弧侧1011；以及，位于空心轴部102相对另一侧的第一支耳103和第二支耳104。
基于等温淬火球铁的避震器毛坯的生产工艺，包括如下过程：
S01、基于树脂砂铸造生产线上生产，一型布置一件；
S02、位于空心轴部102的通孔与倒钩部101位置采用呋喃树脂芯形成；采用铁液先从浇道进入冒口，其次泡沫过滤片浇注系统，最后进入型腔的热冒口补缩工艺；
S03、参看附图17所示，位于倒钩部101的外弧侧1011与空心轴部102的一端部位置布置横浇道2；位于横浇道2的一侧设置有附铸试块4；位于横浇道2的相对另一侧设置有定位桩3；参看附图18所示，定位桩3包括上型板保温冒口定位桩301和下型板保温冒口定位桩302；上型板保温冒口定位桩301挖窝，下型板保温冒口定位桩302做台；下型板保温冒口定位桩302设置有流道303。
参看附图19所示，横浇道2上设置有浇口管6，位于浇口管6的横浇道2部位的一侧设置有陶瓷管定位7，位于浇口管6的横浇道2部位的相对另一侧的横浇道2为球面设置；浇口管6的进水端设置陶瓷过滤片。
S04、在避震器本体1的表面均布冷铁5；
S05、在避震器本体1厚大部位的采用钡系长效孕育剂，钡系长效孕育剂，包内SiC处理或型内孕育；RE为阻碍石墨化元素，采用低稀土球化剂用以减少碎块状石墨的形成。
基于等温淬火球铁的避震器毛坯的生产工艺，包括如下过程：
A.缩水：板模的长、宽均按照1.0％放缩水，高按照0.8％放缩水，设置拔模斜度；拔模斜度按1°正斜。
B.横浇道2放75×75×2210ppi陶瓷过滤片，浇口杯为陶瓷；
C.按树脂砂生产线制造上下型板模各一付，一型两件，砂箱内档净尺寸为1320×800×350(上)/300(下)；
D.型板材质为QT450-10,模型及芯盒材质均为ZL104,铝铸坯经T6热处理；模型壁厚≥12mm，芯盒壁厚≥10mm，各加强筋档的间距≤120mm，型板壁厚≥20mm，加强筋档间距≤160mm；
E.模型芯盒铸造圆角全部做出，工作面尺寸精度按一级金属模精度公差验收，光洁度不低于3.2。
实施例1
铸件要求：技术为ADI避震器产品，分为上避震器和下避震器，材质均为等温淬火球墨铸铁ADI-900，接近于国标的QTD900-8，其屈服强度及延伸率要求比国标QTD900-8要稍高，组成CNH农机的减震系统。ADI避震器属于厚大铸件，容易产生碎块状石墨，并存在分散热节，易产生缩松缺陷。铸件的具体技术质量要求如下：
Element Weight Percent Control Range
C 3.6 ±0.20
Si 2.5 ±0.20
Mg (％S x 0.76)+0.025％ ±0.005
Mn
Max Section≤13mm 0.60maximum ±0.05
Max Section＞13mm 0.35maximum ±0.05
P 0.04maximum
S 0.02maximum
Cu 0.7-0.85
Ni 1.8-2.0
Mo 0.15-0.25
表1 ADI避震器材质ADI-900的化学成分要求
Figure BDA0002548434630000101
表2 ADI避震器材质ADI-900的性能要求
金相要求：85％的I型、II型石墨，石墨球数不小于100/mm2，石墨球大小6级；不允许存在碎块状石墨；碳化物不超过1.5％。铸件不允许存在影响铸件使用性能的铸造缺陷，如裂纹、冷隔、缩孔、夹渣、石墨漂浮等。产品X光探伤检测需通过1级，铸件内部不允许有任何的缩孔缩松缺陷。
由于铸件尺寸限制，在树脂砂铸造生产线上生产，一型布置一件，通孔及倒钩位置采用呋喃树脂芯形成。因铸件壁厚不均匀，为了提高冒口的补缩效率，采用铁液先从浇道进入冒口，最后进入型腔的热冒口补缩工艺。
工艺方案：
a.缩水：长、宽均按照1.0％放缩水，高按照0.8％放缩水。未注明的拔模斜度按1°正斜。
b.横浇道放75×75×2210ppi陶瓷过滤片；浇口杯为陶瓷。
c.按树脂砂生产线制造上下型板模各1付，一型两件。砂箱内档净尺寸为1320×800×350(上)/300(下)。芯盒各一副，结构按套框滑脱式结构制造(手工制芯)。
d.型板材质为QT450-10,模型及芯盒材质均为ZL104,铝铸坯经T6热处理。模型壁厚≥12mm，芯盒壁厚≥10mm，各加强筋档的间距(A+B)/2≤120mm，型板壁厚≥20mm，加强筋档间距(A+B)/2≤160mm。
e.模型芯盒铸造圆角全部做出，工作面尺寸精度按一级金属模精度公差验收，光洁度不低于3.2.浇冒口系统尺寸精度可降低一级验收(圆角做出)。
f.铸件单重145Kg，浇注重量240Kg，出品率60％。
铸件凝固模拟：
采用国产华铸CAD/CAE对原设计铸造工艺方案的充型过程和凝固过程进行计算机数值模拟，见图4、图5。根据模拟结果，对工艺进行优化调整，从而方便、快捷地对铸件可能出现的缺陷进行预测、分析和控制。
铸件材质熔炼与球化孕育、处理技术：
等温淬火高强性能球铁，合理的铸造工艺只是前提，合金成分和熔炼工艺的控制对材料的最终性能起着决定性的作用。因此，需要对熔炼各个环节进行严格控制。
为了稳定获得ADI避震器高强度球铁受力件的最终性能，对拟加工ADI的铸件质量要求应严于普通球墨铸铁件，只有高品质的球铁才能适合生产ADI。经反复试验论证其成分具体技术如下：
铁液熔炼成分控制：初步ADI900化学成分控制：
常规元素控制：Si％≤2.7％；S≤0.02％；P≤0.045％；Mn:0.2-0.3％。
微量元素控制：Sn＜0.02％；Sb＜0.002％；Ti＜0.04％；V＜0.1％；Cr＜0.1％；Bi＜0.002％。
均为厚大截面有淬透性要求的等温淬火高强性能球铁铸件，为了获得理想的高强性能，熔炼中必须加入Cu、Ni、Mo等合金元素，合金元素添加量由各产品的壁厚、外形及ADI强度等级等因素决定，经反复试验论证，确定其熔炼金属液中的合金成分加入量如下表：
Figure BDA0002548434630000121
采用石墨型增碳剂解决石墨球稀少问题：常规产品所使用增碳剂为石油焦，虽经高温煅烧，但其碳的活性不足以满足此系列产品要求，为此，采购含C量在98.5％的超高温石墨化型增碳剂，增强铁水在处理时的石墨化能力，增加石墨球数。在试制时针对此类增碳剂分别从炉内加入、包内加入和铁水表面加入几种方式对比，最终确定在使用预热球化包同时采用炉内随流加入方式进行。
使用低稀土球化剂+钡系长效孕育剂+碳化硅+低硅等综合处理方式解决石墨球径偏大和心部碎块状石墨问题：石墨球径偏大和心部碎块状石墨问题均与铸件心部凝固时间长有关，解决此类缺陷应从理论出发，凝固时间只能通过适当降低浇注温度和增强排气等手段稍微缩短，但不足以消除上述两类缺陷的产生；只能在凝固过程中采取相应措施，如增加异质形核、降低元素偏析、避免初生石墨产生和延缓石墨球长大等。
工艺试制铸件质量验证分析与改进：
首次试制工艺，熔炼时，炉内出水前进行转包回炉加石墨型增碳剂，造型时选择下底面一处位置放冷铁，见图6；铸件解剖后厚大部位断面可见大面积灰斑，金相显示聚集分布的碎块状石墨，如图7所示；铸件各部位石墨形态如图8所示，可以看出薄壁(30-50mm)部位石墨数量及形态均满足要求，2#位置壁厚40mm出现碎块状石墨推断是因为靠近T形热节导致此处凝固慢，厚大部位均出现大面积碎块状石墨，加冷铁位置没有碎块状石墨，满足金相要求。
缺陷原因分析：
铸件厚大部位均出现碎块状石墨，薄壁部位石墨形态正常，说明凝固时间越长，越容易出现碎块状石墨。
工艺调整思路：
在铸件厚大部位增加冷铁，加快厚大部位凝固时间。
第二次试制做出工艺调整，铸件厚大部位上下面均放置冷铁，见图9和图10；
增加冷铁试制后，图11-12所示位置出现缩松，而且冒口嘴部位、厚大部位中心部位、未放冷铁区域仍然没有消除碎块状石墨。
缺陷原因分析：
冷铁的使用破坏了原浇连冒工艺的顺序凝固，使冷铁末端出现孤立热节，如图13所示，上下增加两排冷铁，稳定厚大位置心部石墨形态，如图14所示，增加冷铁后，产生孤立热节；因为冷铁不能100％覆盖铸件，冷铁未影响区仍然因为凝固时间长出现碎块状石墨。
工艺调整思路：
针对缩松，需要增加冷铁，如图15所示，冷铁偏心放置，消除末端的热节，针对厚大部位的碎块状石墨，强化孕育，提高石墨形核能力，采用钡系长效孕育剂，包内SiC处理，型内孕育等措施；RE为阻碍石墨化元素，采用低稀土球化剂，可以减少碎块状石墨的形成。
工艺调整后，再次生产的铸件经解剖未发现缩松缺陷，厚大断面的碎块状石墨也完全消除，金相满足要求。
实施例2
其一，针对铸件壁厚变化、结构复杂性、组织性能要求及树脂砂铸造铸型特性，我们采用了热冒口进注铁水，泡沫过滤片浇注系统设计。浇注工艺横浇道的进水端设置陶瓷过滤片，铁液先从浇道进入冒口，最后进入型腔的热冒口补缩工艺。陶瓷过滤片可有效过滤铁水中的杂质，并有铁水成分均质化效果；铁水由冒口进入铸型，提高了冒口的补缩效率。
其二，为了稳定获得ADI避震器高强度球铁受力件的性能，
常规元素：Si％≤2.7％；S≤0.02％；P≤0.045％；Mn:0.2-0.3％。
微量元素：Sn＜0.02％；Sb＜0.002％；Ti＜0.04％；V＜0.1％；Cr＜0.1％；Bi＜0.002％。
铸件均为厚大截面有淬透性要求的等温淬火高强性能球铁铸件，为了获得理想的高强性能，经反复试验论证，在熔炼中加入Cu、Ni、Mo等合金元素，合金元素添加量根据各产品的壁厚、外形及ADI强度等级等因素决定，确定其熔炼金属液中的合金成分加入量如下表：
Figure BDA0002548434630000141
试验选用含C量在98.5％的超高温石墨化型增碳剂，增强铁水在处理时的石墨化能力，增加石墨球数。在试制时针对此类增碳剂分别从炉内加入、包内加入和铁水表面加入几种方式对比，最终确定在使用预热球化包同时采用炉内随流加入方式进行。
铁水球化处理采用盖包球化工艺，包盖的隔离作用使得球化处理在一定压力和相对密闭缺氧的气氛下进行，相比传统冲入法，球化剂中镁的吸收率有所提高并球化反应相对稳定，既降低了球化剂用量，又减少了环境污染。球化剂采用低稀土球化剂，壁厚越大，w(RE残)量要越低。
铸件的ADI900材质，为解决石墨球径偏大和心部碎块状石墨问题，仅仅通过降低浇注温度和强化冷却来减少铸件凝固时间远远不够。分析认为：在凝固过程中采取相应措施，如增加异质形核、降低元素偏析、避免初生石墨产生和延缓石墨球长大等是有价值的措施。试制过程中，初次尝试使用冶金碳化硅在包内加入方式进行预处理，进一步体会到此类高熔点辅材在铁水中熔炼中的作用。
ADI900铁水处理技术：低稀土球化剂+钡系长效孕育剂+低硅+碳化硅，孕育处理采取“炉前一次孕育+瞬时孕育+型内孕育”强化孕育效果，并加入SiC预处理剂增加异质形核核心。
综合碳硫仪、光谱仪准确控制各元素含量，避免上表面石墨漂浮缺陷产生：试制过程中，受光谱仪稳定性和现有标样影响，含C量检测常出现波动，虽使用光谱仪将碳当量控制在4.3-4.4％之间，但实际检测仍有不同程度的石墨漂浮，随即考虑现有检测手段，使用碳硫仪对碳含量准确检测，消除石墨漂浮缺陷。
通过冷铁以及保温冒口优化组合对孤立热节进行激冷以及补缩：冷铁的使用破坏了原本可以通过浇连冒实现的顺序凝固，使铸件额外出现了孤立热节，如加强筋形成的“T”型热节、弧形面的“L”型热节和圆孔位置的“T”型热节等均需要采取相应措施解决。
针对以上，所采取的措施为：1)上避震器采用圆柱形冷铁偏心放置，加强对孤立热节的激冷，以实现顺序凝固；2)采用保温冒口加随形易割片，加强对两处“L”型热节的补缩；3)采用保温冒口对筋条“T”型热节以及圆孔位置的“T”型热节进行补缩；4)采用低温快浇，提高补缩效果。
在浇注系统中引入泡沫陶瓷过滤网，可采取开放式浇注系统，提高充型速度，缩短浇注时间，可适当降低浇注温度，避免铸件出现粘砂、砂孔、冷隔等铸造缺陷。
1、针对厚大截面有淬透性要求的等温淬火高强性能球铁铸件，为了稳定获得理想的最终性能，对铁水的常规成分和微量元素进行严格控制。同时，经反复试验论证，在熔炼中加入Cu、Ni、Mo等合金元素，合金元素添加量根据各产品的壁厚、外形及ADI强度等级等因素决定，确定其熔炼金属液中的合金成分加入量如下：
产品47842558/47842562合金成分：0.7-0.85％Cu；0.25-0.35％Mo。
产品47862967/47867318/47867347合金成分：0.7-0.85％Cu；1.8-2.0％Ni；0.15-0.25％Mo。
2、针对本产品高强球铁的性能要求，铁水采用低稀土球化剂，盖包球化处理技术，既减少了球化剂用量，降低稀土残留量，又提高了球化处理效果，保证铸件性能。
孕育处理采取“炉前一次孕育+瞬时孕育+型内孕育”强化孕育效果，孕育剂采用高钡长效孕育剂，并加入SiC预处理剂增加异质形核核心，取得了满意的经济和质量双重效益。
3、使用“低稀土球化剂+钡系长效孕育剂+碳化硅预处理剂+低硅”等综合处理方式解决石墨球径偏大和心部碎块状石墨问题：
4、综合碳硫仪、光谱仪准确控制各元素含量，避免上表面石墨漂浮缺陷产生。
5、针对厚壁复杂高强度铸件，在浇注系统中引入泡沫陶瓷过滤网，采取开放式浇注系统，热冒口进注铁水，提高充型速度，缩短浇注时间，适当降低浇注温度，通过这些工艺技术措施，有效地清除了铁水中杂质，同时实现铁水均质化，改善了铸件凝固补缩效果和铸件组织性能。
6、通过冷铁配合针对性发热冒口优化组合对孤立热节进行激冷以及补缩，和低温快浇工艺，解决本项目产品分散热节的补缩问题。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.基于等温淬火球铁的避震器毛坯，其特征在于：成分包括
常规元素：Si％≤2.7％；S≤0.02％；P≤0.045％；Mn:0.2-0.3％；
微量元素：Sn＜0.02％；Sb＜0.002％；Ti＜0.04％；V＜0.1％；Cr＜0.1％；Bi＜0.002％；
合金元素：0.7-0.85％Cu；0.25-0.35％Mo。
2.如权利要求1所述的基于等温淬火球铁的避震器毛坯，其特征在于，成分包括
常规元素：Si％≤2.7％；S≤0.02％；P≤0.045％；Mn:0.2-0.3％；
微量元素：Sn＜0.02％；Sb＜0.002％；Ti＜0.04％；V＜0.1％；Cr＜0.1％；Bi＜0.002％；
合金元素：0.7-0.85％Cu；1.8-2.0％Ni；0.25-0.35％Mo。
3.如权利要求1所述的基于等温淬火球铁的避震器毛坯，其特征在于，成分包括
常规元素：Si％≤2.7％；S≤0.02％；P≤0.045％；Mn:0.2-0.3％；
微量元素：Sn＜0.02％；Sb＜0.002％；Ti＜0.04％；V＜0.1％；Cr＜0.1％；Bi＜0.002％；
合金元素：0.7-0.85％Cu；1.8-2.0％Ni；0.25％Mo。
4.如权利要求1或2或3所述的基于等温淬火球铁的避震器毛坯，其特征在于，包括避震器本体(1)；
所述避震器本体(1)包括空心轴部(102)；
以及，位于空心轴部(102)一侧的倒钩部(101)；所述倒钩部(101)包括内弧侧(1012)和外弧侧(1011)；
以及，位于空心轴部(102)相对另一侧的第一支耳(103)和第二支耳(104)。
5.如权利要求4所述的基于等温淬火球铁的避震器毛坯的生产工艺，其特征在于，包括如下过程：
S01、基于树脂砂铸造生产线上生产，一型布置一件；
S02、位于空心轴部(102)的通孔与倒钩部(101)位置采用呋喃树脂芯形成；采用铁液先从浇道进入冒口，其次泡沫过滤片浇注系统，最后进入型腔的热冒口补缩工艺；
S03、位于倒钩部(101)的外弧侧(1011)与空心轴部(102)的一端部位置布置横浇道(2)；位于横浇道(2)的一侧设置有附铸试块(4)；位于横浇道(2)的相对另一侧设置有定位桩(3)；
S04、在避震器本体(1)的表面均布冷铁(5)；
S05、在避震器本体(1)厚大部位的采用钡系长效孕育剂。
6.如权利要求5所述的基于等温淬火球铁的避震器毛坯的生产工艺，其特征在于，包括如下过程：
A.缩水：板模的长、宽均按照1.0％放缩水，高按照0.8％放缩水，设置拔模斜度；
B.横浇道(2)放75×75×2210ppi陶瓷过滤片，浇口杯为陶瓷；
C.按树脂砂生产线制造上下型板模各一付，一型两件，砂箱内档净尺寸为1320×800×350(上)/300(下)；
D.型板材质为QT450-10,模型及芯盒材质均为ZL104,铝铸坯经T6热处理；模型壁厚≥12mm，芯盒壁厚≥10mm，各加强筋档的间距≤120mm，型板壁厚≥20mm，加强筋档间距≤160mm；
E.模型芯盒铸造圆角全部做出，工作面尺寸精度按一级金属模精度公差验收，光洁度不低于3.2。
7.如权利要求6所述的基于等温淬火球铁的避震器毛坯及其生产工艺，其特征在于，所述拔模斜度按1°正斜。
8.如权利要求6所述的基于等温淬火球铁的避震器毛坯及其生产工艺，其特征在于，所述定位桩(3)包括上型板保温冒口定位桩(301)和下型板保温冒口定位桩(302)；所述上型板保温冒口定位桩(301)挖窝，所述下型板保温冒口定位桩(302)做台；所述下型板保温冒口定位桩(302)设置有流道(303)。
9.如权利要求6所述的基于等温淬火球铁的避震器毛坯及其生产工艺，其特征在于，所述横浇道(2)上设置有浇口管(6)，位于浇口管(6)的横浇道(2)部位的一侧设置有陶瓷管定位(7)，位于浇口管(6)的横浇道(2)部位的相对另一侧的横浇道(2)为球面设置；所述浇口管(6)的进水端设置陶瓷过滤片。
10.如权利要求6所述的基于等温淬火球铁的避震器毛坯及其生产工艺，其特征在于，所述钡系长效孕育剂，包内SiC处理或型内孕育；RE为阻碍石墨化元素，采用低稀土球化剂用以减少碎块状石墨的形成。
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