CN116984584A - 一种高速冲床动平衡块铸件的铸造方法 - Google Patents
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Abstract
一种高速冲床动平衡块铸件的铸造方法，包括：浇注系统和冷铁的铸型结构进行树脂砂铸造，形成铸造结构，铸造结构中含有直接冷铁和间接冷铁；铁液制备、用冲入法加入孕育剂对原铁液进行孕育；将铁液移至浇注现场，扒除铁液表面浮渣等杂物，对铁液进行孕育块浮硅孕育，孕育块的大小为0.75kg/块，孕育块的加入量为铁液质量的0.1～0.15％；当温度降至1270℃～1300℃时，将铁液浇注到铸造结构中以形成铸件，待铸件冷却后，得到本申请的动平衡块铸件；本申请具有造成一个均衡凝固的状态，避免因局部过热而产生缩孔，解决了上平面缩凹、局部缩孔缺陷及铸件开裂的铸造缺陷，提高了铸件成品率的优点。
Description
技术领域
本发明涉及厚大断面铸件技术领域，具体的涉及一种高速冲床动平衡块铸件的铸造方法。
背景技术
高速冲床主要用于小型精密零配件的高效加工生产，高速冲床冲压速度快，通常速度可达800次/min以上，如此高速度的加工生产必然会让机身整体产生很大的震动，造成整体的不平衡，影响冲压精度与零配件的使用寿命，因此高速冲床都必须配上传动平衡装置来对整体机身进行平衡。
一般高速冲床所搭配的传动平衡结构都是采用静态平衡结构，在高速冲床曲轴上装配与曲轴偏心相反的配重块，通过配重块来消除曲轴的偏心。这种平衡装置只能实现高速冲床的局部区域平衡，无法实现高速冲床整机的动态平衡，高速冲压状态时会造成精度不够，冲压成品精度达不到要求，整机使用寿命低，模具损坏率高等问题。
高端先进高速冲床均配备的是动态平衡装置，其由动平衡块、平衡连杆、销轴和导向柱组成，其中平衡连杆活动连接在曲轴的动平衡装置偏心段上，动平衡块上设有销孔，动平衡块利用其销孔通过销轴与平衡连杆相连，动平衡块上还设有垂直于销孔的导向孔，导向柱固定连接在冲床机身上，动平衡块上的导向孔与导向柱滑动连接。曲轴转动时，动平衡块在曲轴带动下会运动，动平衡块在导向柱的约束下，仅仅做垂直运动，运动方向与滑块体运行成相反方向，大大降低滑块高速运行状态下冲床机身的振动，保证滑块在高速运动状态下的精密运行。
如图1-2所示,就是一种动平衡块，是一种AGL80动平衡块铸件，该铸件的毛坯重量为1900kg,浇注重量为2030kg,材料为HT300，其外形轮毂为尺寸1500mm×680mm×445mm，铸件的最大厚度为395mm，是一种典型的厚大断面铸件，特别是销孔a1、导向孔a2部位不允许有缩孔、缩松、气孔、夹渣等铸造缺陷，其铸造难度比较大。该动平衡块铸件整体属于厚大断面铸件，厚大断面灰铸铁件的上平面很容易出现缩凹和局部缩孔缺陷，其原因主要是浇注温度过高，液态收缩较大，厚大断面处的铁水过热形成大的热节，而凝固时又得不到补缩造成的；其次是因等停时间过长造成的孕育衰退，导致铁水质量下降，浇注后也可能产生夹渣、气孔等缺陷；再就是厚大断面灰铸铁件容易开裂，是因铸件凝固时局部凝壳强度小于共晶转变时有墨析出产生的膨胀力所致。
发明内容
本发明针对现有技术的上述不足，提供一种在铁水充型过程能有效减少紊流，有效去除夹渣物，避免铁渣进入铸件，同时通过特定的浇注系统的配合使用，采用小的安全冒口，造成一个均衡凝固的状态，避免因局部过热而产生缩孔，解决了上平面缩凹、局部缩孔缺陷及铸件开裂的铸造缺陷，提高了铸件成品率的高速冲床动平衡块铸件的铸造方法。
为了解决上述技术问题，本申请采用的技术方案为：一种高速冲床动平衡块铸件的铸造方法，该方法包括：
(1)首先按照浇注系统和冷铁的铸型结构进行树脂砂铸造，形成铸造结构，铸造结构中含有直接冷铁和间接冷铁；
(2)铁液制备，具体操作步骤如下：称取以下质量百分比的主要原料：生铁35～40％，废钢30～40％，回炉料20～35％，增碳剂为生铁、废钢、回炉料总量的0.6～1.0％；FeSi75硅铁为生铁、废钢、回炉料和增碳剂总量的1.0～1.4％；然后将全部的生铁、废钢和回炉料放入熔炼炉内，加入增碳剂和FeSi75硅铁；加热使得炉料熔化，待炉料熔清后加入FeMn65C7.0锰合金，锰合金的加入量为生铁、废钢、回炉料及增碳剂总质量的0.40～0.80％，然后加入FeP24磷铁和FeS40硫铁；磷铁的加入量为生铁、废钢、回炉料及增碳剂总质量的0.02～0.04％，硫铁的加入量为生铁、废钢、回炉料及增碳剂总质量的0.20～0.30％，待锰合金、磷铁、硫铁熔化后再加入生铁、废钢、回炉料及增碳剂总质量0.4～0.5％的电解铜，得到原铁液，将原铁液继续加热到1450～1480℃；获得的该原铁液的成分及质量百分比为C 3.00％～3.30％，Si1.7％～1.9％，Mn 0.6～0.8％，P0.04～0.06％，S 0.05～0.08％，Cu 0.35～0.45％，其余为铁；
(3)用冲入法加入孕育剂，对原铁液进行孕育，孕育剂的粒径为3-8mm，孕育剂的加入量为原铁液质量的0.3～0.6％，搅拌均匀，得到铁液；此时该铁液的成分及质量百分比为C 3.0％～3.30％，Si1.9％～2.2％，Mn 0.6～0.8％，P 0.04～0.06％，S 0.05～0.08％，Cu0.35～0.45％，其余为铁；
(4)将铁液移至浇注现场，扒除铁液表面浮渣等杂物，对铁液进行孕育块浮硅孕育，孕育块的大小为0.75kg/块，孕育块的加入量为铁液质量的0.1～0.15％；
(5)当温度降至1270℃～1300℃时，将铁液浇注到铸造结构中以形成铸件，待铸件冷却后，得到本申请的动平衡块铸件。
进一步的，所述的步骤(2)所述的增碳剂元素质量百分比为C≥98％，S≤0.05％，N≤0.01％，灰份(灰分)≤0.3％，挥发份(挥发分)≤0.3％，粒度为0.5-3mm的增碳剂，如丹晟实业(上海)有限公司生产的DC系列型增碳剂(DC-(1-4)型增碳剂)。
进一步的，所述的步骤(3)的孕育剂为硅钡孕育剂，其元素质量百分比为Si 71％-～73％，Ca 0.7％～1.3％，Ba 1.6％～2.4％，Al≤1.2％，S≤0.02％，余量为铁。
进一步的，所述的步骤(4)的孕育块为硅钡孕育块，其元素质量百分比为Si 71％～73％，Ca 0.7％～1.3％，Ba 1.6％～2.4％，Al≤1.2％，S≤0.02％，余量为铁。
进一步的，所述的铸造结构包括浇注系统和铸件型腔，所述的浇注系统和铸件型腔相互连通；所述的浇注系统结构包括直浇道、横浇道、横浇道切口、第一内浇道、第二内浇道和瓷管内浇道；所述的直浇道竖向垂直连通于横浇道的一端，所述的第一内浇道横向垂直连接于横浇道的一侧壁上，所述的第二内浇道连接于第一内浇道的下方，所述的瓷管内浇道的一端连接于第二内浇道的下方、另一端与铸件型腔的下底面连通；所述的横浇道切口位于直浇道和第一内浇道之间的横浇道上，且为自横浇道上表面向下表面凹陷形成的切口。
采用上述结构，本申请通过两根瓷管内浇道自铸件型腔的底面进料，从而使得铁液流动的更加平稳，不容易在铸件型腔内形成紊流，因此减少了铸件缺陷；此外，本申请在直浇道和第一内浇道之间的横浇道上设置了一个自横浇道上表面向下表面凹陷形成的横浇道切口，该横浇道切口可以将横浇道的截面积减小，从而铁水在横浇道切口处被阻流而不会速度过快的进入内浇道，从而可以有利于铁水平稳流动，然后再通过上下设置第一内浇道和第二内浇道的缓流进入铸件型腔，这种结构可以使得前期流经直浇道和横浇道的含有渣、气以及杂物的不好铁水不会直接进入瓷管内浇道，有利于铁水熔渣的上浮，也有利于铁水更加平稳进入型腔，减少氧化夹渣物的产生，提高了进入铸型铁水的纯净度，减少了铸件缺陷。
进一步的，所述的第一内浇道和第二内浇道等宽，第一内浇道的横向延伸长度大于第二内浇道的横向延伸长度，且所述的第二内浇道的外端面与第一内浇道的外端面齐平；采用上述结构，可以将来自第一内浇道的铁水流通面在第二内浇道处减少，从而进一步减缓其流速，使其更加平稳；而且第一内浇道的内部延展面积相较于第二内浇道更大，且位于上部，更利于铁水中的熔渣的上浮，也有利于铁水更加平稳进入型腔。
进一步的，所述的第一内浇道和第二内浇道均设置有两个，所述的陶瓷内浇道设置有两个并分别连接于两个第二内浇道上，且两个所述的陶瓷内浇道自与第二内浇道的连接端至与铸件型腔下底面的连接端逐渐向外扩张；采用上述结构，通过两个内浇道来实现铁液的浇注，并且分别扩张的连接在铸件型腔下底面，使得型腔内的铁液进入的更加均衡平稳。
进一步的，所述的铸件型腔的上表面上设置有安全冒口和扁出气；采用上述结构，安全冒口可以实现铁液的补充，扁出气则可以将铁液中的气体有效排出，因此上述结构形成一个均衡凝固的状态，避免因局部过热而产生缩孔，解决了上平面缩凹、局部缩孔缺陷及铸件开裂的铸造缺陷。
进一步的，所述的铸件型腔的下底面上设置有多块直接冷铁，所述的多块直接冷铁与铸件型腔的下底面直接接触；采用该结构，可以加速该处铸件铁液的有效冷却和快速冷却达到均衡冷却的目的。
更进一步的，所述的直接冷铁为100mm(长)×100mm(宽)×80mm(厚)的方块，每块直接冷铁之间的间距为25mm～30mm，
进一步的，所述的铸件型腔的下底面和上表面设置有多块间接冷铁，所述的多块间接冷铁与铸件型腔对应的下底面或者上表面之间具有间距；采用该结构，可以加速该处铸件铁液的有效冷却和快速冷却达到均衡冷却的目的。
更进一步的，所述的间接接冷铁为100mm(长)×100mm(宽)×80mm(厚)的方块，所述的间接冷铁与铸件型腔表面之间的间距为20mm～35mm；可以先在铸件模具上铺一定厚度的型砂，再放上间接冷铁并控制与铸件表面之间的间距。
进一步的，所述的直浇道、横浇道和瓷管内浇道的各主要浇注单元的总截面积比为：ΣA直浇道∶ΣA横浇道∶ΣA内浇道(瓷管内浇道)＝1∶1.15～1.25∶1.0～1.1；采用上述比值，最小截面积设置在直浇口上，可以使得浇注系统实现“低流速、平稳洁净充型”的特点。
进一步的，所述的横浇道切口的高度是横浇道高度的0.2～0.4倍；所述的横浇道切口的底面长度为50mm～80mm；采用该结构，横浇道切口处的砂块可以满足铁水冲击，同时由于有一定的阻流作用、还有利于直浇道内铁水的快速充满，减少铁水氧化夹渣物的产生和充型流速。
本申请上述铸造方法的优点和有益效果：
1.由于本申请的这种铸件是一种方形铸件，该铸件的厚度厚整体属于厚大断面铸件，厚大断面灰铸铁件上平面容易出现缩凹和局部缩孔缺陷，主要是浇注温度过高，液态收缩较大，厚大断面处的铁水过热形成大的热节，而凝固时又得不到补缩造成的；其次是因等停时间过长造成孕育衰退，导致铁水质量下降，浇注后也可能产生夹清、气孔等缺陷。再就是厚大断面灰铸铁件容易开裂，是因铸件凝固时局部凝壳强度小于共晶转变时有墨析出产生的膨胀力所致；而本申请通过调整铸造方法，同时结合特定结构的铸造结构，有效的解决了上述技术问题；特别的，本申请确定铁液的浇注温度在1270℃～1300℃，同时在铸造结构中设置了大量的直接冷铁和间接冷铁，从而使得铁液的温度得到的有效的控制，保证铸件型腔壁厚较厚位置的铁液温度能够有效的降低，进而克服了上述不足，改善了铸造缺陷。
2.本申请的铸造方法，其中在孕育过程采用冲入法加入孕育剂，对原铁液进行第一次孕育，然后扒渣后对铁液采用孕育块第二次浮硅孕育的方式，该孕育方式可以减轻铸铁件的壁厚敏感性，防止其开裂；而且这种孕育方式可以使得铸件更容易形成A型的石墨类型，石墨长度级别为4级，细片状珠光体含量为95％及以上，常温抗拉强度262MPa、硬度206HB符合产品性能要求。
3.本申请的铸造方法，在浇注过程还通过在铸件型腔位置冷铁、安全冒口和扁出气等结构，冒口可以和冷铁相互作用被用来控制铸件的凝固过程，从而获得无缩孔缩松的致密铸件；其中的直接冷铁与铸件直接接触，要求冷铁表面光洁，无氧化物层和油污，无气孔或缩凹，使用过程中还要防止冷铁表面锈蚀，如不满足以上要求，会导致铸件表面皱皮、裂纹等缺陷；另外直接外冷铁长期放置会吸湿，导致铸件表面出现气孔缺陷。因此，直接冷铁通常应用在铸件的加工区域，因为在铸件的加工区域通常设有加工余量，在铸件的加工过程中可以将由于冷铁而产生的外部缺陷加工去除掉，从而获得合格铸件，提高成品率；而在铸件的非加工区域，则需要使用间接冷铁,间接冷铁不与铸件表面直接接触。
4.本申请的铸造方法，通过特定的浇注系统和直接冷铁、间接冷铁、安全冒口和扁出气之间的结构配合以及特定的铸造方法，能够在铁水充型过程中有效减少紊流，有效去除夹渣物，避免铁渣进入铸件，同时通过直接冷铁、间接冷铁的配合使用，采用小的安全冒口，造成一个均衡凝固的状态，避免因局部过热而产生缩孔，解决了上平面缩凹、局部缩孔缺陷及铸件开裂的铸造缺陷，提高了铸件成品率。
附图说明
图1本申请铸件第一视图的结构示意图。
图2本申请铸件第二视图的结构示意图。
如附图所示：a1.销孔，a2.导向孔。
图3本申请铸造结构的第一视的结构示意图。
图4本申请铸造结构的第二视的结构示意图。
图5本申请铸造结构主视图的结构示意图。
图6本申请浇注系统第一视图的结构示意图。
图7本申请浇注系统第二视图的结构示意图。
图8本申请浇注系统主视图的结构示意图。
图9本申请浇注系统俯视图的结构示意图。
图10本申请浇注系统侧视图的结构示意图。
图11本申请铸件型腔与直接冷铁结合的结构示意图。
图12本申请图11仰视图的结构示意图。
图13本申请铸件型腔与直接和间接冷铁结合的第一视图的结构示意图。
图14本申请铸件型腔与直接和间接冷铁结合的第二视图的结构示意图。
图15本申请实施例1制备的铸件试块的腐蚀前的金相组织图。
图16本申请实施例1制备的铸件试块的腐蚀后的金相组织图。
图17本申请实施例2制备的铸件试块的腐蚀前的金相组织图。
图18本申请实施例2制备的铸件试块的腐蚀后的金相组织图。
如附图所示：a.铸件型腔，1.浇注系统，2.直浇道，3.横浇道，4.横浇道切口，5.第一内浇道，6.第二内浇道，7.瓷管内浇道，8.安全冒口，9.扁出气，10.直接冷铁，11.间接冷铁。
具体实施方式
下面将结合实施例和附图，对本申请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优选实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围；
此外要说明的是：当部件被称为“固定于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者也可以存在另一中间部件，通过中间部件固定。当一个部件被认为是“连接”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者可能同时存在另一中间部件。当一个部件被认为是“设置于”另一个部件，它可以是直接设置在另一个部件上或者可能同时存在另一中间部件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本申请的铸件型腔可以是形成浇注系统中的铸件型腔，也可以代表的是最终形成的铸件结构，因为铸件是经过先形成与铸件结构一致的型腔、型腔内浇注铁液冷却获得；因此，本申请的铸件型腔(本体)与铸件的结构可以指代一致，各个部件与铸件型腔之间的结构、位置关系也可以看做是与铸件之间的结构、位置关系。
如附图3-14所示，为本申请的一种高速冲床动平衡块铸件的铸造结构，该结构包括浇注系统1和铸件型腔a，所述的浇注系统1和铸件型腔a相互连通；所述的浇注系统1结构包括直浇道2、横浇道3、横浇道切口4、第一内浇道5、第二内浇道6和瓷管内浇道7；所述的直浇道2竖向垂直连通于横浇道3的一端，所述的第一内浇道5横向垂直连接于横浇道3的一侧壁上，所述的第二内浇道6连接于第一内浇道5的下方，所述的瓷管内浇道7的一端连接于第二内浇道5的下方、另一端与铸件型腔a的下底面连通；所述的横浇道切口4位于直浇道2和第一内浇道5之间的横浇道3上、且为自横浇道3上表面向下表面凹陷形成的切口。
采用上述结构，本申请通过两根瓷管内浇道自铸件型腔的底面进料，从而使得铁液流动的更加平稳，不容易在铸件型腔内形成紊流，因此减少了铸件缺陷；此外，本申请在直浇道和第一内浇道之间的横浇道上设置了一个自横浇道上表面向下表面凹陷形成的横浇道切口，该横浇道切口可以将横浇道的截面积减小，从而铁水在横浇道切口处被阻流而不会速度过快的进入内浇道，从而可以有利于铁水平稳流动，然后再通过上下设置第一内浇道和第二内浇道的缓流进入铸件型腔，这种结构可以使得前期流经直浇道和横浇道的含有渣、气以及杂物的不好铁水不会直接进入瓷管内浇道，有利于铁水熔渣的上浮，也有利于铁水更加平稳进入型腔，减少氧化夹渣物的产生，提高了进入铸型铁水的纯净度，减少了铸件缺陷。
如附图3-4、6-7和10所示，本申请所述的第一内浇道5和第二内浇道6等宽(沿着横浇道长度方向的宽度)，第一内浇道5的横向延伸长度大于第二内浇道6的横向延伸长度(沿着与横浇道垂直横向延伸的长度)，且所述的第二内浇道6的外端面与第一内浇道5的外端面(即靠近铸件型腔侧的端面)齐平；采用上述结构，可以将来自第一内浇道的铁水流通面在第二内浇道处减少，从而进一步减缓其流速，使其更加平稳；而且第一内浇道的内部延展面积相较于第二内浇道更大，且位于上部，更利于铁水中的熔渣的上浮，也有利于铁水更加平稳进入型腔。
如附图3-10所示，本申请所述的第一内浇道5和第二内浇道6均设置有两个，所述的陶瓷内浇道7设置为两个且分别连接于两个第二内浇道6上，且所述的陶瓷内浇道7自与第二内浇道6的连接端至与铸件型腔a下底面的连接端逐渐向外扩张(即两根陶瓷内浇道靠近直浇道端收窄，靠近铸件型腔端扩展)；采用上述结构，通过两个内浇道来实现铁液的浇注，并且分别扩张的连接在铸件型腔下底面，使得型腔内的铁液进入的更加均衡平稳。
如附图3-5所示，本申请所述的铸件型腔a的上表面上设置有安全冒口8和扁出气9；其中安全冒口为上部分呈圆柱形，下部分呈逐渐缩小的锥形结构；扁出气为扁平状的结构；采用上述结构，安全冒口可以实现铁液的补充，扁出气则可以将铁液中的气体有效排出，因此上述结构形成一个均衡凝固的状态，避免因局部过热而产生缩孔，解决了上平面缩凹、局部缩孔缺陷及铸件开裂的铸造缺陷；具体的，安全冒口8设置四个，扁出气9设置了两个，具体位置参考附图3-5所示。
如附图11-12所示，本申请所述的铸件型腔a的下底面上设置有多块直接冷铁10，所述的多块直接冷铁10与铸件型腔a的下底面直接接触(即将多块直接冷铁设置在型砂内，其一个表面直接与铸件型腔或者铸件的下底面接触，以实现快速的冷却铁水)；采用该结构，可以加速该处铸件铁液的有效冷却和快速冷却达到均衡冷却的目的。
作为示例，本申请所述的直接冷铁为100mm(长)×100mm(宽)×80mm(厚)的方块，每块直接冷铁之间的间距为25mm～30mm，图示中一共设置了十二块直接冷铁，具体的位置于附图11-12所示的铸件型腔的位置，该位置为可加工区域。
如附图13-14所示，本申请所述的铸件型腔a的下底面和上表面均设置有多块间接冷铁11，所述的多块间接冷铁11与铸件型腔a对应的下底面或者上表面之间具有间距(即间接冷铁不与铸件型腔或者说铸件直接接触)；采用该结构，可以加速该处铸件铁液的有效冷却和快速冷却达到均衡冷却的目的。
作为示例，本申请所述的间接接冷铁11为100mm(长)×100mm(宽)×80mm(厚)的方块，所述的间接冷铁11与铸件型腔a的表面(上表面和下表面)之间的间距为20mm～35mm；具体的，可以先在铸件模具上铺一定厚度的型砂，再放上间接冷铁并控制其与铸件型腔或者说铸件相应表面之间的间距；具体的，参考附图13-14所示，在铸件型腔的上表面设置了十四块，具体位置见附图13所示，上表面的中间和两端均布设了多块间接冷铁；在铸件型腔的下底面设置了十二块，具体位置见附图14所示，在下底面的两端布设了多块间接冷铁；间接冷铁不与铸件之间接触，位于铸件的非加工区域。
作为示例，本申请中涉及的上述各主要浇注单元的总截面积比为：ΣA直浇道∶ΣA横浇道∶ΣA内浇道(瓷管内浇道)＝1∶1.15～1.25∶1.0～1.1；采用上述比值，最小截面积设置在直浇口上，可以使得浇注系统实现“低流速、平稳洁净充型”的特点。
如附图8所示，本申请所述的横浇道切口4的高度h是横浇道3的高度H的0.2～0.4倍；所述的横浇道切口4的底面长度L为50mm～80mm；采用该结构，横浇道切口处的砂块可以满足铁水冲击，同时由于有一定的阻流作用、还有利于直浇道内铁水的快速充满，减少铁水氧化夹渣物的产生和充型流速。
本申请的铸造结构，通过浇注系统和直接冷铁、间接冷铁、安全冒口和扁出气等的结构的相互配合设置，实现同时凝固，解决了动平衡块铸件上平面的缩凹、局部缩孔等铸造缺陷。其中冷铁和冒口被用来控制铸件的凝固过程，从而获得无缩孔缩松的致密铸件；无论是同时凝固控制技术还是顺序凝固控制技术，冷铁都被广泛使用；本申请的外冷铁分为直接冷铁和间接冷铁；直接冷铁与铸件直接接触，并且要求冷铁表面光洁，无氧化物层和油污，无气孔或缩凹，使用过程中还要防止冷铁表面锈蚀，如不满足以上要求，会导致铸件表面皱皮、裂纹等缺陷；另外直接外冷铁长期放置会吸湿，导致铸件表面出现气孔缺陷；因此，直接冷铁通常应用在铸件的加工区域，因为在铸件的加工区域通常设有加工余量，在铸件的加工过程中可以将由于冷铁而产生的外部缺陷加工去除掉，从而获得合格铸件，提高成品率，具体的设置于本申请图示中的位置即可；而在铸件的非加工区域，则需要使用间接冷铁,间接冷铁不与铸件表面直接接触，因为非加工区如果有缺陷无法后期去除，而间接冷铁的设置可以避免冷铁带来的铸造缺陷对铸件的影响。
如下为采用上述的本申请设定铸造结构来制备如附图1-2所示的高速冲床动平衡块铸件的具体铸造方法的实施例：
实施例1：
本实施例动平衡块灰铸铁件的生产方法，具体操作步骤如下：
(1)称取以下质量百分比的原料：生铁35％，废钢40％，回炉料25％，增碳剂为生铁、废钢、回炉料总量的0.8％；硅铁为生铁、废钢、回炉料总量的1.2％；
(2)将全部的生铁、废钢和回炉料放入炉内，加入增碳剂，加入上述各组分总量1.2％的FeSi75硅铁；加热使得炉料熔化，待炉料熔清后加入生铁、废钢、回炉料和增碳剂总量0.74％的FeMn65C7.0锰合金，然后加入生铁、废钢、回炉料和增碳剂总量0.027％的FeP24磷铁，加入生铁、废钢、回炉料和增碳剂总量0.21％的FeS40硫铁；待锰合金、磷铁、硫铁熔化后再加入生铁、废钢、回炉料和增碳剂总量0.41％的电解铜，得到原铁液；将原铁液继续加热到1470℃，得到原铁液的成分及质量百分比为C 3.14％，Si 1.81％，Mn 0.69％，P0.052％，S 0.059％，Cu 0.41％，其余为铁；
(3)用冲入法加入硅钡孕育剂，对原铁液进行孕育，孕育剂的粒径为3-8mm，孕育剂的加入量为原铁液质量的0.44％，搅拌均匀，得到铁液成分及质量百分比为C
3.12％，Si 2.1％，Mn 0.7％，P 0.53％，S 0.059％，Cu 0.41％，其余为铁；
(4)将铁液移至浇注现场，扒除铁液表面浮渣等杂物，对铁液进行孕育块浮硅孕育，孕育块的大小为0.75kg/块，孕育块的加入量为铁液质量的0.11％；
(5)孕育完成后将温度降至1280℃时浇注至本申请上述的铸造结构中，待铸件冷却后，得到动平衡块铸件。
对实施例1制备的铸件的灰铸铁Φ30附铸试棒进行性能检测，和腐蚀前后的金相图对比具体参考附图15-16，结果表明：腐蚀前金相组织如附图15，显示铸件的金相组织均匀致密，该灰铸铁件的石墨类型为A型，石墨长度级别为4级；酸腐蚀后的金相组织如附图16，显示本申请的铸件的石墨形态为细片状珠光体、含量为95％，常温抗拉强度262MPa，硬度206HB，符合产品性能要求。
实施例2
本实施例动平衡块灰铸铁件的生产方法，具体操作步骤如下：
(1)称取以下质量百分比的原料：生铁30％，废钢40％，回炉料30％，增碳剂为生铁、废钢、回炉料总量的0.85％；硅铁为生铁、废钢、回炉料总量的1.1％。
(2)将全部的生铁、废钢和回炉料放入炉内，加入总量0.85％的增碳剂，加入上述各个组分总量1.1％的FeSi75硅铁；加热使得炉料熔化，待炉料熔清后加入生铁、废钢、回炉料和增碳剂总量0.68％的FeMn65C7.0锰合金，然后加入生铁、废钢、回炉料和增碳剂总量0.031％的FeP24磷铁、0.22％的FeS40硫铁；待锰合金、磷铁、硫铁熔化后再加入0.39％的电解铜，得到原铁液，原铁液的成分及质量百分比为C 3.17％，Si
1.78％，Mn 0.73％，P 0.059％，S 0.064％，Cu 0.43％，其余为铁；
(3)用冲入法加入硅钡孕育剂，对原铁液进行孕育，孕育剂的粒径为3-8mm，孕育剂的加入量为原铁液质量的0.46％，搅拌均匀，得到铁液成分及质量百分比为C
3.18％，Si 2.08％，Mn 0.74％，P 0.60％，S 0.065％，Cu 0.44％，其余为铁；
(4)将铁液移至浇注现场，扒除铁液表面浮渣等杂物，对铁液进行孕育块浮硅孕育，孕育块的大小为0.75kg/块，孕育块的加入量为铁液质量的0.13％；
(5)当温度降至1278℃时浇注，待铸件冷却后，得到动平衡块铸件。
对实施例2制备的铸件的灰铸铁Φ30附铸试棒进行性能检测，和腐蚀前后的金相图对比具体参考附图15-16，结果表明：腐蚀前金相组织如附图17，显示铸件的金相组织均匀致密，该灰铸铁件的石墨类型为A型，石墨长度级别为4级；酸腐蚀后的金相组织如附图18，显示本申请的铸件的石墨形态为细片状珠光体、含量为95％；常温抗拉强度258MPa，硬度203HB，符合产品性能要求。
本发明的上述实施例是对本发明的说明而不能用于限制本发明，与本发明的权利要求相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书的范围内。
Claims (10)
1.一种高速冲床动平衡块铸件的铸造方法，其特征在于：该方法包括：
(1)首先按照浇注系统和冷铁的铸型结构进行树脂砂铸造，形成铸造结构，铸造结构中含有直接冷铁和间接冷铁；
(2)铁液制备，具体操作步骤如下：称取以下质量百分比的主要原料：生铁35～40％，废钢30～40％，回炉料20～35％，增碳剂为生铁、废钢、回炉料总量的0.6～1.0％；硅铁为生铁、废钢、回炉料和增碳剂总量的1.0～1.4％；然后将全部的生铁、废钢和回炉料放入熔炼炉内，加入增碳剂和硅铁；加热使得炉料熔化，待炉料熔清后加入FeMn65C7.0锰合金，锰合金的加入量为生铁、废钢、回炉料及增碳剂总质量的0.40～0.80％，然后加入FeP24磷铁和FeS40硫铁；磷铁的加入量为生铁、废钢、回炉料及增碳剂总质量的0.02～0.0.04％，硫铁的加入量为生铁、废钢、回炉料及增碳剂总质量的0.20～0.30％，待锰合金、磷铁、硫铁熔化后再加入生铁、废钢、回炉料及增碳剂总质量0.4～0.5％的电解铜，得到原铁液，将原铁液继续加热到1450～1480℃；获得的该原铁液的成分及质量百分比为C 3.00％～3.30％，Si1.7％～1.9％，Mn 0.6～0.8％，P 0.04～0.06％，S 0.05～0.08％，Cu 0.35～0.45％，其余为铁；
(3)用冲入法加入孕育剂，对原铁液进行孕育，孕育剂的粒径为3-8mm，孕育剂的加入量为原铁液质量的0.3～0.6％，搅拌均匀，得到铁液；此时该铁液的成分及质量百分比为C3.0％～3.30％，Si1.9％～2.2％，Mn 0.6～0.8％，P 0.04～0.06％，S 0.05～0.08％，Cu0.35～0.45％，其余为铁；
(4)将铁液移至浇注现场，扒除铁液表面浮渣等杂物，对铁液进行孕育块浮硅孕育，孕育块的大小为0.75kg/块，孕育块的加入量为铁液质量的0.1～0.15％；
(5)当温度降至1270℃～1300℃时，将铁液浇注到铸造结构中以形成铸件，待铸件冷却后，得到动平衡块铸件。
2.根据权利要求1所述的高速冲床动平衡块铸件的铸造方法，其特征在于：所述的步骤(2)的增碳剂元素质量百分比为C≥98％，S≤0.05％，N≤0.01％，灰份≤0.3％，挥发份≤0.3％，粒度为0.5-3mm的增碳剂。
3.根据权利要求1所述的高速冲床动平衡块铸件的铸造方法，其特征在于：所述的步骤(3)的孕育剂为硅钡孕育剂，其元素质量百分比为Si 71％-～73％，Ca 0.7％～1.3％，Ba1.6％～2.4％，Al≤1.2％，S≤0.02％，余量为铁。
4.根据权利要求1所述的高速冲床动平衡块铸件的铸造方法，其特征在于：所述的步骤(4)的孕育块为硅钡孕育块，其元素质量百分比为Si 71％～73％，Ca 0.7％～1.3％，Ba1.6％～2.4％，Al≤1.2％，S≤0.02％，余量为铁。
5.根据权利要求1所述的高速冲床动平衡块铸件的铸造方法，其特征在于：所述的铸造结构包括浇注系统和铸件型腔；所述的浇注系统结构包括直浇道、横浇道、横浇道切口、第一内浇道、第二内浇道和瓷管内浇道；所述的直浇道竖向垂直连通于横浇道的一端，所述的第一内浇道横向垂直连接于横浇道的一侧壁上，所述的第二内浇道连接于第一内浇道的下方，所述的瓷管内浇道的一端连接于第二内浇道的下方、另一端与铸件型腔的下底面连通；所述的横浇道切口位于直浇道和第一内浇道之间的横浇道上，且为自横浇道上表面向下表面凹陷形成的切口。
6.根据权利要求5所述的高速冲床动平衡块铸件的铸造方法，其特征在于：所述的第一内浇道和第二内浇道等宽，第一内浇道的横向延伸长度大于第二内浇道的横向延伸长度，且所述的第二内浇道的外端面与第一内浇道的外端面齐平。
7.根据权利要求5所述的高速冲床动平衡块铸件的铸造方法，其特征在于：所述的第一内浇道和第二内浇道均设置有两个，所述的陶瓷内浇道分别连接于两个第二内浇道上，且所述的陶瓷内浇道自与第二内浇道的连接端至与铸件型腔下底面的连接端逐渐向外扩张；所述的铸件型腔的上表面上设置有安全冒口和扁出气。
8.根据权利要求5所述的高速冲床动平衡块铸件的铸造方法，其特征在于：所述的铸件型腔的下底面上设置有多块直接冷铁，所述的多块直接冷铁与铸件型腔的下底面直接接触；所述的铸件型腔的下底面和上表面设置有多块间接冷铁，所述的多块间接冷铁与铸件型腔对应的下底面或者上表面之间具有间距。
9.根据权利要求8所述的高速冲床动平衡块铸件的铸造方法，其特征在于：所述的直接冷铁为100mm×100mm×80mm的方块，每块直接冷铁之间的间距为25mm～30mm；所述的间接接冷铁为100mm×100mm×80mm的方块，所述的间接冷铁与铸件型腔表面之间的间距为20mm～35mm。
10.根据权利要求5所述的高速冲床动平衡块铸件的铸造方法，其特征在于：所述的直浇道、横浇道和瓷管内浇道的各主要浇注单元的总截面积比为：ΣA直浇道∶ΣA横浇道∶ΣA内浇道＝1∶1.15～1.25∶1.0～1.1；所述的横浇道切口的高度是横浇道高度的0.2～0.4倍，所述的横浇道切口的底面长度为50mm～80mm。
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