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實型消失模鑄造工藝大型汽車覆蓋件拉延模球墨鑄鐵鑄件實踐-左從軍

 大型汽車覆蓋件拉延模球墨鑄鐵鑄件實型鑄造工藝實踐

左從軍,吉萬昇,高瑞飛,田萬剛

(蕪湖瑞鵠鑄造有限公司,安徽蕪湖241009

摘要本文著重介紹大型汽車覆蓋件拉延模球墨鑄鐵鑄件實型鑄造過程中關鍵工序控制,從涂料的應用,工藝設計,到熔煉時成分控制,球化及孕育處理,澆注溫度及澆注速度等方面闡述生產合格的大型汽車覆蓋件拉延模球墨鑄鐵鑄件的工藝實踐經驗。

關鍵詞拉延模;球墨鑄鐵鑄件;實型鑄造;工藝實踐;機械性能

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 die;spheroidal graphite cast iron;full mold casting;process practice;mechanical behavior

拉延模是汽車車身覆蓋件模具中最為關鍵和重要的鑄件,在工作時要承受較大的載荷,因此必須具有高強度和高硬度,高耐磨損性能,高沖擊韌性,同時要求熱處理工藝簡單,淬透性好,良好的機械加工性能等等。表面光潔,尺寸保持性好,鑄件內部不得有氣孔、縮松等缺陷,是其最基本的性能要求。下面著重介紹大型球墨鑄鐵汽車覆蓋件拉延模實型鑄造過程中工藝控制:

1 涂料的應用

實型鑄造工藝中涂料作用在于提高鑄型的耐火度和鑄件表面質量,防止粘砂和砂眼,獲得表面光潔的鑄件。實型鑄造水基涂料可做成膏狀、粉狀,經稀釋調節成波美度合乎要求的流體;要求易于噴涂;涂敷、烘干、冷卻后涂層均勻、無雜質;發氣量≤35mL/g,耐火度1550℃,固體含量≥70%;具有良好的涂掛性及流平性;良好的常溫強度及高溫強度,良好的觸變性及透氣性,良好曝熱抗裂性等。

水基涂料具有良好的使用性能后,在生產實踐中的應用還須注意以下方面:

1)水基涂料對模型熱結部位和貼字部位的補刷

對模型的熱結及拐角部位涂刷一遍水基涂料原漿,以增加熱結部位的涂層厚度,減少此部位的粘砂。水基涂料對熱節部位的補刷見圖1,水基涂料對貼字部位的補刷見圖2。

使用水基涂料原漿對貼有吸塑字部位進行補刷至完全覆蓋,這樣再進行流涂時,稀釋過的水基涂料就很難進入吸塑字中,從而達到鑄件鑄字完整,保證了鑄件的外觀質量。

2)流涂時涂層的控制及涂層的烘干處理

 

1 水基涂料對熱節部位的補刷               2 水基涂料對貼字部位的補刷

涂層厚度可通過調整涂料濃度,流涂次數來控制。在合適的濃度下,模型流涂2,涂層厚度1.5mm左右,熱結部位涂層厚度稍厚.流涂后在烘干房中干燥,為保證模型涂層的徹底干燥,一般烘干時間不得少于24h。

2 造型工藝

1)澆注方式:采用底注式或側注式澆注系統,內澆口均勻分布在模型形狀面上。

2)澆道設計:采用開放式澆注系統∑F∑F∑F=1:1.1:1.4,內澆口截面(80×25mm),均勻分布在鑄件形狀面上。同時必須考慮集渣和排氣。

3)壓頭設計:設置較高的壓頭,保證較高的充型壓力。對于長度較大的鑄件,采用中間澆注,以使鑄件兩端溫度均勻,壓力角控制在10°~14°。

3)缺陷防止:采用無冒口鑄造工藝。球鐵的特點是糊狀凝固方式,從共晶轉變開始到轉變結束溫度范圍較寬。鑄件易產生縮松、縮孔等缺陷。因此,為消除縮松、縮孔,應對鑄件熱節部位的凝固速度進行調節,我們常用的方法是放置冷鐵,從而達到減少直至消除縮松、縮孔缺陷,如圖3所示。

 

3  壁厚熱節位置隨型冷鐵的放置

3 熔煉作業

熔煉采用廢鋼增碳的合成鑄鐵工藝,由于在鐵液中加入了增碳劑,增加了形核,降低了鐵液的過冷度,促使鑄鐵生成以A型石墨為主的石墨組織,同時由于生鐵用量少或者不用生鐵,生鐵的遺傳性削弱,有利于球化和孕育,改善了石墨形核、生長條件、石墨化完全,游離滲碳體少,白口深度小,鐵液冶金性能好。在生產中須做好以下關鍵環節控制:

1)嚴格執行加料順序,先補碳再增硅;

2)控制好增碳劑的加入量,留出必須的調整余量;

4 鑄件成分控制

碳和硅是影響球鐵石墨球圓整度的基本成分。在一定的冷卻速度和孕育條件下,提高碳當量,可提高石墨球圓整度,并可增加自補縮能力,減少碳化物。因此,在不產生石墨漂浮情況下,應盡量提高碳當量,碳當量一般控制在4.2%4.6%,其次,嚴格控制鐵水中阻礙石墨化元素的含量,即控制殘余稀土元素及殘余鎂的含量。

5 球化處理及包內孕育處理

采用沖入法,轉包孕育:

選用粒度10~15mm孕育劑,加入量0.4%,球化劑,選用釔基重稀土球化劑,加入量1.5%,球化室制作方法:(1)加入球化劑,刮平;(2)加入孕育劑,刮平,搗實;(3)加蓋板。

6 澆注作業

球化處理及包內孕育后應立即扒渣,并應保證整個球化處理至澆注結束在15min之內完成,澆注溫度設在13901400℃,采用隨流孕育;澆注速度控制在200kg/s左右。

7 鑄件性能

我公司實際生產事例:鑄件重量19.1t,取鐵量21.8t,工藝出品率為87.6%,因公司生產條件限制,采用兩頭同時澆注方式,實際澆注溫度為1395℃。澆注速度為225kg/s。該件機械性能及組織形態見表1所示。鑄件金相組織腐蝕前后如圖4和圖5所示。

機械性能及組織形態

材質

抗拉強度(MPa

硬度(HB

淬火后硬度(HRC)

延伸率

珠光體

鐵素體

球化等級

 
 

EN-JS2070

640

245

5358

2

85%

10%

2

 

4 鑄件金相組織:腐蝕前 150X             5 鑄件金相組織:腐蝕后  150X

8 結論

該類型鑄件采用無冒口鑄造工藝,已成功生產數十余件,沒有出現縮松縮孔缺陷,加工后組織致密,外觀及機械性能均符合要求。

參考文獻

[1] 李遠才.鑄造涂料及應用[M].北京:機械工業出版社,2007.

[2] 章舟.消失模鑄造生產實用手冊[M].北京:化學工業出版社,2010.

[3] 鑄造工程師手冊編寫組.鑄造工程師手冊[M].北京:機械工業出版社,1997.

[4] 肖柯則.鑄造涂料[M].北京:機械工業出版社,1983.

[5] 章舟.消失模鑄造生產試用手冊[M].北京:化學工業出版社,2010.

[6] 吳殿杰.呋喃樹脂砂鑄造生產及應用實例[M].北京:化學工業出版社,2012.

[7] 黃天佑.消失模鑄造技術[M].北京:機械工業出版社,2004.

 

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