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实型消失模铸造工艺大型汽车覆盖件拉延模球墨铸铁铸件实践-左从军

 大型汽车覆盖件拉延模球墨铸铁铸件实型铸造工艺实践

左从军,吉万昇,高瑞飞,田万刚

(芜湖瑞鹄铸造有限公司安徽芜湖241009

摘要本文着重介绍大型汽车覆盖件拉延模球墨铸铁铸件实型铸造过程中关键工序控制,从涂料的应用,工艺设计,到熔炼时成分控制,球化及孕育处理,浇注温度及浇注速度等方面阐述生产合格的大型汽车覆盖件拉延模球墨铸铁铸件的工艺实践经验。

关键词拉延模;球墨铸铁铸件;实型铸造;工艺实践;机械性能

The Full Mold Casting Process Practice of Ductile Iron Castings in 

Large Automobile Covering Parts Drawing Die

ZUO Congjun, JI Wansheng, GAO Ruifei, TIAN Wangang

(Wuhu Rayhoo Casting Co., Ltd., Anhui Wuhu 241009)

Abstract: This article focuses on large auto panel drawing die casting ductile iron castings real key processes controlling the process, from the application of paint, process design, to the melting composition control, the ball and the inoculation, pouring temperature and casting speed so elaborate produce qualified large auto panel drawing die castings ductile iron craft practical experience..

Keyword: drawing diespheroidal graphite cast ironfull mold castingprocess practicemechanical behavior

拉延模是汽车车身覆盖件模具中最为关键和重要的铸件,在工作时要承受较大的载荷,因此必须具有高强度和高硬度,高耐磨损性能,高冲击韧性,同时要求热处理工艺简单,淬透性好,良好的机械加工性能等等。表面光洁,尺寸保持性好,铸件内部不得有气孔、缩松等缺陷,是其最基本的性能要求。下面着重介绍大型球墨铸铁汽车覆盖件拉延模实型铸造过程中工艺控制:

1 涂料的应用

实型铸造工艺中涂料作用在于提高铸型的耐火度和铸件表面质量,防止粘砂和砂眼,获得表面光洁的铸件。实型铸造水基涂料可做成膏状、粉状,经稀释调节成波美度合乎要求的流体;要求易于喷涂;涂敷、烘干、冷却后涂层均匀、无杂质;发气量≤35mL/g,耐火度1550℃,固体含量≥70%;具有良好的涂挂性及流平性;良好的常温强度及高温强度,良好的触变性及透气性,良好曝热抗裂性等。

水基涂料具有良好的使用性能后,在生产实践中的应用还须注意以下方面:

1)水基涂料对模型热结部位和贴字部位的补刷

对模型的热结及拐角部位涂刷一遍水基涂料原浆,以增加热结部位的涂层厚度,减少此部位的粘砂。水基涂料对热节部位的补刷见图1,水基涂料对贴字部位的补刷见图2

使用水基涂料原浆对贴有吸塑字部位进行补刷至完全覆盖,这样再进行流涂时,稀释过的水基涂料就很难进入吸塑字中,从而达到铸件铸字完整,保证了铸件的外观质量。

2)流涂时涂层的控制及涂层的烘干处理

 

1 水基涂料对热节部位的补刷               2 水基涂料对贴字部位的补刷

涂层厚度可通过调整涂料浓度,流涂次数来控制。在合适的浓度下,模型流涂2,涂层厚度1.5mm左右,热结部位涂层厚度稍厚.流涂后在烘干房中干燥,为保证模型涂层的彻底干燥,一般烘干时间不得少于24h

2 造型工艺

1)浇注方式:采用底注式或侧注式浇注系统,内浇口均匀分布在模型形状面上。

2)浇道设计:采用开放式浇注系统∑F∑F∑F=1:1.1:1.4,内浇口截面(80×25mm),均匀分布在铸件形状面上。同时必须考虑集渣和排气。

3)压头设计:设置较高的压头,保证较高的充型压力。对于长度较大的铸件,采用中间浇注,以使铸件两端温度均匀,压力角控制在10°~14°

3)缺陷防止:采用无冒口铸造工艺。球铁的特点是糊状凝固方式,从共晶转变开始到转变结束温度范围较宽。铸件易产生缩松、缩孔等缺陷。因此,为消除缩松、缩孔,应对铸件热节部位的凝固速度进行调节,我们常用的方法是放置冷铁,从而达到减少直至消除缩松、缩孔缺陷,如图3所示。

 

3  壁厚热节位置随型冷铁的放置

3 熔炼作业

熔炼采用废钢增碳的合成铸铁工艺,由于在铁液中加入了增碳剂,增加了形核,降低了铁液的过冷度,促使铸铁生成以A型石墨为主的石墨组织,同时由于生铁用量少或者不用生铁,生铁的遗传性削弱,有利于球化和孕育,改善了石墨形核、生长条件、石墨化完全,游离渗碳体少,白口深度小,铁液冶金性能好。在生产中须做好以下关键环节控制:

1)严格执行加料顺序,先补碳再增硅;

2)控制好增碳剂的加入量,留出必须的调整余量;

4 铸件成分控制

碳和硅是影响球铁石墨球圆整度的基本成分。在一定的冷却速度和孕育条件下,提高碳当量,可提高石墨球圆整度,并可增加自补缩能力,减少碳化物。因此,在不产生石墨漂浮情况下,应尽量提高碳当量,碳当量一般控制在4.2%4.6%,其次,严格控制铁水中阻碍石墨化元素的含量,即控制残余稀土元素及残余镁的含量。

5 球化处理及包内孕育处理

采用冲入法,转包孕育:

选用粒度10~15mm孕育剂,加入量0.4%,球化剂,选用钇基重稀土球化剂,加入量1.5%,球化室制作方法:(1)加入球化剂,刮平;(2)加入孕育剂,刮平,捣实;(3)加盖板。

6 浇注作业

球化处理及包内孕育后应立即扒渣,并应保证整个球化处理至浇注结束在15min之内完成,浇注温度设在13901400℃,采用随流孕育;浇注速度控制在200kg/s左右。

7 铸件性能

我公司实际生产事例:铸件重量19.1t,取铁量21.8t,工艺出品率为87.6%,因公司生产条件限制,采用两头同时浇注方式,实际浇注温度为1395℃。浇注速度为225kg/s。该件机械性能及组织形态见表1所示。铸件金相组织腐蚀前后如图4和图5所示。

机械性能及组织形态

材质

抗拉强度(MPa

硬度(HB

淬火后硬度(HRC)

延伸率

珠光体

铁素体

球化等级

 
 

EN-JS2070

640

245

5358

2

85%

10%

2

 

4 铸件金相组织:腐蚀前 150X             5 铸件金相组织:腐蚀后  150X

8 结论

该类型铸件采用无冒口铸造工艺,已成功生产数十余件,没有出现缩松缩孔缺陷,加工后组织致密,外观及机械性能均符合要求。

参考文献

[1] 李远才.铸造涂料及应用[M].北京:机械工业出版社,2007.

[2] 章舟.消失模铸造生产实用手册[M].北京:化学工业出版社,2010.

[3] 铸造工程师手册编写组.铸造工程师手册[M].北京:机械工业出版社,1997.

[4] 肖柯则.铸造涂料[M].北京:机械工业出版社,1983.

[5] 章舟.消失模铸造生产试用手册[M].北京:化学工业出版社,2010.

[6] 吴殿杰.呋喃树脂砂铸造生产及应用实例[M].北京:化学工业出版社,2012.

[7] 黄天佑.消失模铸造技术[M].北京:机械工业出版社,2004.

 

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