刹车盘是不可以修复的,换了就换,价格一般在500元左右一对,刹车盘生产技术状况:1、刹车盘种类繁多,特点是壁薄,盘片及中心处由砂芯形成。不同种类刹车盘,在盘径、盘片厚度及两片间隙尺寸上存在差异,盘毂的厚度和高度也各不相同。单层盘片的刹车盘结构比较简单。铸件重量多为6-18公斤;2、技术要求:铸件外轮廓全部加工,精加工后不得有任缩松、气孔、砂眼等铸造缺陷。金相组织为中等片状型,石墨型,组织均匀,断面敏感性小(特别是硬度差小);3、生产工艺:国内大部分厂家采用粘土砂湿型,手工模板型,合脂油砂芯,个别厂家或个别品种铸件采用树覆膜砂热芯盒工艺,也有个别厂家在造型线上生产车盘。熔炼大多采用冲天炉,也有采用冲天炉和电炉联熔炼的,炉前进行孕育处理和铁液化学成分快速测,以便随时调整。
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主要与覆膜砂耐高温性能差有关系 可加一些耐高温添加剂 这种添加剂高温下固相烧结 使铸件光滑 这种添加剂市面上有卖的
铸造准入主要关心的是现场的管理、环保措施、能源利用率等。如果采用宝珠砂覆膜砂工艺,做好旧砂再生,可以实现全用全回收、废砂排放少、产品质量好等优点。具体细节可咨询强芯铸材 盛达宝珠砂。
附:
铸造行业准入条件
为引导铸造产业健康、有序和可持续发展,促进铸造行业产业结构优化升级,遏制低水平重复建设和产能盲目扩张,保护生态环境,推进节能减排,提高资源、能源利用水平,提升我国装备制造业整体实力,推进我国从世界铸造大国向铸造强国转变,根据有关法律法规和产业政策,制定本准入条件。
一、建设条件和布局
(一)铸造企业的布局及厂址的确定应符合国家产业政策和相关法律法规,符合各省、自治区、直辖市铸造业和装备制造业发展规划。
(二)国务院有关主管部门和省、自治区、直辖市人民政府划定的风景名胜区、自然保护区和水源地及其他需要特别保护的区域(一类区)的铸造企业不予认定;在二类区和三类区(一类区以外的其他地区),新(扩)建铸造企业和原有铸造企业的各类污染物(大气、水、厂界噪声、固体废弃物)排放标准与处置措施均应符合国家和当地环保标准的规定。
(三)新(扩)建铸造企业应通过“建设项目环境影响评价审批”及“职业健康安全预评估”,并通过项目环境保护和职业健康安全防护设施“三同时”验收。
二、生产工艺
(一)企业应根据生产铸件的材质、品种、批量,合理选择低污染、低排放、低能耗、经济高效的铸造工艺。
(二)不得采用粘土砂干型/芯、油砂制芯、七〇砂制型/芯等落后铸造工艺。
三、生产装备
(一)企业应配备与生产能力相匹配的熔炼设备和精炼设备,如冲天炉、中频感应电炉、电弧炉、精炼炉(AOD、VOD、LF炉等)、电阻炉、燃气炉等。炉前应配置必要的化学成分分析、金属液温度测量装备,并配有相应有效的通风除尘、除烟设备与系统。
(二)铸造用高炉应符合工业和信息化部颁布的《铸造用生铁企业认定规范条件》并通过工业和信息化部认定。
(三)企业应配备与生产能力相匹配的造型、制芯、砂处理、清理等设备。采用砂型铸造工艺的企业应配备旧砂处理设备。各种旧砂的回用率应达到:水玻璃砂(再生)≥60%,呋喃树脂自硬砂(再生)≥90%,碱酚醛树脂自硬砂(再生)≥70%,粘土砂≥95%。
(四)企业或所在产业集群、工业园区应具备与其产能和质量保证相匹配的试验室和必要的检测设备。
(五)落砂及清理工序应配备相匹配的隔音降噪和通风除尘设备。
(六)现有铸造企业冲天炉的熔化率应大于3吨/小时,不得采用无芯工频感应电炉、025吨及以上无磁扼的铝壳中频感应电炉、铸造用燃油加热炉;新(扩)建铸造企业冲天炉的熔化率应大于5吨/小时,不得采用铸造用燃油加热炉。
四、 企业规模(产能/产值)
(一)现有生产铸铁件、铸钢件、铝合金铸件、铜合金铸件、离心球墨铸铁管、离心灰铸铁管的铸造企业,其铸件年生产能力按其所在地区和铸件材质(见表1)应不低于(表1所列)要求的吨位或产值。
(二)除铝合金、铜合金外其他有色铸件[表1中所列铸件材质“其他(有色)”],其铸件年生产能力不低于(表1所列)要求产值。
(三)二类区、三类区新(扩)建铸造企业,其年度生产能力按其所在地区及铸件材质和工艺不同应不低于(表1所列)要求的吨位或产值。
五、产品质量
(一)铸造企业应按照GB/T19001-2008标准(或ISO/TS16949标准)建立质量管理体系,设有独立质量管理及监测部门,配有专职质量监测人员,有健全的质量管理制度。
(二)铸件的外观质量(尺寸精度、表面粗糙度等)及铸件的内在质量(成分、金相组织、性能等)应符合产品规定的技术要求。
六、能源消耗
(一)企业应根据GB/T 15587-2008建立能源管理系统。
(二)新建或改扩建铸造项目需要开展节能评估和审查。
(三)企业的主要熔炼设备应满足要求能耗指标(见表2~表6)。
(四)企业吨铸铁的综合能耗≤044吨标准煤;吨铸钢的综合能耗≤056吨标准煤。
七、环境保护
(一)粉尘、烟尘和废气
生产过程中产生粉尘、烟尘和其他废气的部位均应配置大气污染物收集及净化装置,废气排放应符合《工业炉窑大气污染物排放标准》(GB9078-1996)、《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)、《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271-2001)及所在地污染物排放标准的要求。生产过程中产生的异味排放量应符合《恶臭污染物排放标准》(GB14554-1993)。
(二)废水
根据排放流向应符合《污水综合排放标准》(GB8978-1996)及所在地污染物排放标准的要求。
(三)固体废弃物及危险废物
企业废砂、废渣等固体废弃物应按照GB18599-2001《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》(GB18599-2001)贮存和处置,并符合国家和地方环保部门要求。企业产生的危险废物应按照《国家危险废物名录》法规,设置规范的分类收集容器(罐、场)进行分类收集,并交给有资质处置相关危险废物的机构实施无害化处置。
(四)噪声
完善噪声防治措施,厂界噪声应符合GB12348-2008《工业企业厂界噪声标准》。
(五)环境管理
企业应依据GB/T24001-2004标准建立环境管理体系。
(六)清洁生产
支持和鼓励现有铸造企业积极开展清洁生产,依法进行清洁生产审核,大力推广清洁生产技术,不断提高企业清洁生产水平。
八、职业健康安全及劳动保护
(一)企业应制定劳动保护和安全生产的规章制度,并有效运行。
(二)企业应根据相关法规为员工提供必要的社会保险和福利,并配发必需的劳动保护用品(防尘、护耳等防护器具)。应对从事有害工种的员工定期进行体检,被检率达100%。
(三)企业应按照《铸造防尘技术规程》(GB8959-2007)、《工作场所有害因素职业接触限值》(GBZ21-2007和GBZ22-2007)、《工业企业设计卫生标准》(GBZ1-2010)等有关标准的要求,配备防止粉尘、有害气体、噪声等职业危害防治措施,并配备必要的治理设备。
(四)企业应依据GB/T28001-2011标准建立职业健康安全管理体系。
九、人员素质
(一)特种作业、特种设备操作、理化检验及无损探伤等特殊岗位的人员应具有经相应的资质部门颁发的资格证书,持证上岗率达100%。
(二)企业应制定各类人员的任职条件和培训计划,定期进行管理、技术、技能、法律、法规等方面的培训,培训率达98%以上。
十、监督管理
(一)铸造企业可以按照本准入条件的规定申请准入认定,各省、自治区、直辖市工业主管部门按照本准入条件,组织对申请准入认定的铸造企业进行审核;国务院工业主管部门组织抽查,对符合准入条件的铸造企业以公告的形式向社会发布。
(二)各省、自治区、直辖市工业主管部门负责组织对本地申报准入认定的铸造企业进行初审,并对已公告准入的铸造企业进行监督检查。
(三)准入企业公告管理办法由工业和信息化部另行制定。
十一、附则
(一)本准入条件适用于中华人民共和国境内(台湾、香港、澳门地区除外)所有铸造企业(含车间)。
(二)本准入条件所引用的标准被重新修订时,应使用其最新版本。
(三)本准入条件将根据我国铸造工业的发展情况以及国家相关政策、法规的变化加以修改并向社会公布。
(四)本准入条件由工业和信息化部负责解释。
为铸造技术使用最多的材料。[ 砂模铸造法(Sand Casting)利用砂作为铸模材料,依不同成份的砂可再细分为湿砂模铸造法(Green Sand Mold)、表面干砂模铸造法(Dry Sand Mold)等等,但并非所有砂均可用以铸造。好处是成本较低,因为铸模所使用的沙可重复使用;缺点是铸模制作耗时,铸模本身不能被重复使用,须破坏后才能取得成品。金属模铸造法(Die Casting)利用熔点较原料高的金属制作铸模。其中细分为重力铸造法、低压铸造法和高压铸造法。受制于铸模的熔点,可被铸造的金属也有所限制。失蜡法(Investment Casting、Lost-wax casting)这方法可以为外膜铸造法和固体铸造法。先以蜡复制所需要铸造的物件,然后浸入含陶瓷的池中并待干,使以蜡制的复制品覆上一层陶瓷外膜,一直重复步骤直到外膜足以支持铸造过程(约1/4寸到1/8寸),然后熔解模中的蜡,并抽离铸模。其后铸模需要多次加以高温,增强硬度后方可用以铸造。此方法具有良好的准确性,更可用作高熔点金属(如钛)的铸造。但由于陶瓷价格颇高,而且制作需要多次加热和复杂,故成本颇为昂贵。以应用最广泛的砂型铸造为例,铸型准备包括造型材料准备和造型、造芯两大项工作。砂型铸造中用来造型、造芯的各种原材料,如铸造原砂、型砂粘结剂和其他辅料,以及由它们配制成的型砂、芯砂、涂料等统称为造型材料,造型材料准备的任务是按照铸件的要求、金属的性质,选择合适的原砂、粘结剂和辅料,然后按一定的比例把它们混合成具有一定性能的型砂和芯砂。常用的混砂设备有碾轮式混砂机、逆流式混砂机和连续式混砂机。后者是专为混合化学自硬砂设计的,连续混合,混砂速度快。造型、造芯是根据铸造工艺要求,在确定好造型方法,准备好造型材料的基础上进行的。铸件的精度和全部生产过程的经济效果,主要取决于这道工序。在很多现代化的铸造车间里,造型、造芯都实现了机械化或自动化。常用的砂型造型造芯设备有高、中、低压造型机、气冲造型机、无箱射压造型机、冷芯盒制芯机和热芯盒制芯机、覆膜砂制芯机等。铸件自浇注冷却的铸型中取出后,带有有浇口、冒口、金属毛刺、披缝,砂型铸造的铸件还粘附着砂子,因此必须经过清理工序。进行这种工作的设备有磨光机、抛丸机、浇冒口切割机等。砂型铸件落砂清理是劳动条件较差的一道工序,所以在选择造型方法时 ,应尽量考虑到为落砂清理创造方便条件。有些铸件因特殊要求,还要经铸件后处理,如热处理、整形、防锈处理、粗加工等。铸造工艺可分为三个基本部分,即铸造金属准备、铸型准备和铸件处理。铸造金属是指铸造生产中用于浇注铸件的金属材料,它是以一种金属元素为主要成分,并加入其他金属或非金属元素而组成的合金,习惯上称为铸造合金,主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金。铸件自浇注冷却的铸型中取出后,有浇口、冒口及金属毛刺披缝,砂型铸造的铸件还粘附着砂子,因此必须经过清理工序。进行这种工作的设备有抛丸机、浇口冒口切割机等。砂型铸件落砂清理是劳动条件较差的一道工序,所以在选择造型方法时,应尽量考虑到为落砂清理创造方便条件。有些铸件因特殊要求,还要经铸件后处理,如热处理、整形、防锈处理、粗加工等。铸造是比较经济的毛坯成形方法,对于形状复杂的零件更能显示出它的经济性。如汽车发动机的缸体和缸盖,船舶螺旋桨以及精致的艺术品等。有些难以切削的零件,如燃汽轮机的镍基合金零件不用铸造方法无法成形。另外,铸造的零件尺寸和重量的适应范围很宽,金属种类几乎不受限制;零件在具有一般机械性能的同时,还具有耐磨、耐腐蚀、吸震等综合性能,是其他金属成形方法如锻、轧、焊、冲等所做不到的。因此在机器制造业中用铸造方法生产的毛坯零件,在数量和吨位上迄今仍是最多的。铸造生产经常要用的材料有各种金属、焦炭、木材、塑料、气体和液体燃料、造型材料等。所需设备有冶炼金属用的各种炉子,有混砂用的各种混砂机,有造型造芯用的各种造型机、造芯机,有清理铸件用的落砂机、抛丸机等。还有供特种铸造用的机器和设备以及许多运输和物料处理的设备。铸造生产有与其他工艺不同的特点,主要是适应性广、需用材料和设备多、污染环境。铸造生产会产生粉尘、有害气体和噪声对环境的污染,比起其他机械制造工艺来更为严重,需要采取措施进行控制。铸造产品发展的趋势是要求铸件有更好的综合性能,更高的精度,更少的余量和更光洁的表面。此外,节能的要求和社会对恢复自然环境的呼声也越来越高。为适应这些要求,新的铸造合金将得到开发,冶炼新工艺和新设备将相应出现。铸造生产的机械化自动化程度在不断提高的同时,将更多地向柔性生产方面发展,以扩大对不同批量和多品种生产的适应性。节约能源和原材料的新技术将会得到优先发展,少产生或不产生污染的新工艺新设备将首先受到重视。质量控制技术在各道工序的检测和无损探伤、应力测定方面,将有新的发展。
铁型覆砂铸造是在金属型(称为铁型)内腔覆上一薄层型砂而形成铸型的一种铸造工艺。由于覆砂层比较薄(4~8mm),因此采用比较贵的高质量造型材料,在经济上也是合理的,其结果是使铸件质量大大改善和废品显著减少;由于铁型覆砂铸型刚度很好,从而显著地提高了铸件的尺寸精度和致密性。
德国、前苏联等国于60年代前后开始把铁型覆砂铸造应用于铸造生产,主要用于生产球铁曲轴、刹车毂、刹车盘、缸套、炸弹壳、坦克履带和电机底座等30余种铸件。我国对铁型覆砂铸造的应用性研究起始于70年代初,至1979年,浙江省机电设计研究院和永康拖拉机厂等单位合作,首次将该工艺用于S195曲轴毛坯的批量铸造生产,同时,完成了对该工艺所生产的球铁曲轴性能的考核评价,在疲劳强度(疲劳极限应力σ-1的比较)、断裂强度(门槛值ΔKth的比较以及断裂韧性K1C的比较)和使用寿命(10000h台架耐久试验对比)等方面,与砂型铸造曲轴进行了大量的试验对比,皆优于砂型铸造。在其后的10余年里,该工艺不断在应用中提高完善,至90年代初,已有7家企业应用了该工艺,尤其是单缸曲轴和四缸曲轴的铁型覆砂铸造工艺取得了很大的成功。这段时期的代表企业是永康拖拉机厂、上虞动力机厂、望都曲轴连杆厂、皖北曲轴厂、金华内燃机配件厂、常州柴油机厂等。1991年国家计委将铁型覆砂铸造批准为国家“八五”重点新技术推广项目,并把浙江省机电设计研究院作为该项目的技术依托单位,这对于我国铁型覆砂铸造技术的发展起了巨大的推动作用。我院承担了该推广项目后,在其后的5~6年时间里基本上解决了铁型覆砂铸造用于批量生产的一系列问题。
主要是:
①设计和定型了覆砂造型机,解决了长期以来由射芯机改装代用的问题;
②定型规范了标准的铁型覆砂铸造生产线,使原来比较简单的铁型覆砂铸造生产线得到了改进,在上海球铁厂等企业应用;
③铁型覆砂铸造应用扩大到铸造工艺难度较大的一些铸件,例如六缸曲轴和三缸曲轴等;
④将覆膜砂引入铁型覆砂铸造生产中,大大提高了覆砂造型质量;
⑤铁型覆砂铸造工艺设计进一步规范,设计水平也大大提高,并开发了铁型覆砂铸造过程的计算机模拟软件和引入了铁型覆砂铸造工艺的计算机辅助设计软件。
目前,全国已有近百家企业应用了铁型覆砂铸造工艺生产球铁曲轴、凸轮轴、平衡轴、耐压阀体、缸套,耐磨齿盘等30余种铸件,估计年产铸件在10×104t左右。比较典型的企业有上海汽车铸造总厂球铁厂、沈阳第一曲轴厂、广西百矿集团、宜兴机械总厂、山东九羊集团、浙江曙光曲轴厂、本溪天缘曲轴厂、保定**机械厂、山西潞城曲轴厂、河北辛集曲轴厂等。但是由于这些企业引入该工艺的方式不同:有委托我院进行设计或承建的,也有自行仿造开发的。因此他们对铁型覆砂铸造工艺的掌握程度相差甚远。仅以铁型覆砂铸造废品率为例,不少掌握得比较好的企业可稳定在3%左右,取得了非常好的经济效益。但也有少数企业的铁型覆砂铸造废品率却高达20%左右,这大大地抵消了该工艺来该产生的的经济效益。究其原因,发现是由于这些企业还没有完全掌握该工艺的设计和生产要领,以及疏于生产管理所致。
铁型覆砂铸造工艺设计及实际生产主要解决:
①铁型壁厚和覆砂层厚度及二者的配合,以满足不同壁厚和不同材质铸件对凝固和冷却的不同要求;
②便捷和经济的覆砂成型方法,以满足不同铸件对表面质量和尺寸精度的要求;
③工艺参数。如浇注系统、射砂系统、排气系统等的确定;
④批量生产的实现。例如生产线及覆砂主机和辅机的设计定型;
⑤工艺规程的制定,例如浇注、冷却和开箱等规程,以及铸件成分的调整等。
2铁型覆砂铸造的热交换特点
液态金属浇入铁型覆砂铸型以后,“铸件——覆砂层——铁型”是一个不稳定的热交换系统。为了使问题简化,假设铸件是半元限的;并假设系统中各组元的温度场按直线规律分布的。图1表示系统的一部分,显然,同样的比热流q通过了系统中各个组元:
图1铸件—覆砂层—铁型的温度分布
令分别表示铸件与覆砂 层、铁型与覆砂层之间热交换强度的两个传热准则。k1是铸件热阻与覆砂层热阻之比;k2是铁型的热阻与覆砂层热阻之比。将k1和k2结合起来考虑,随着覆砂层厚度的变化,有以下三种实际上可能发生的“铸件——覆砂层——铁型”间不同的传热情况:
①当k≤1,k2≤1时,覆砂层在正常的厚度之内,铸件的冷却速度随着覆砂层厚度的减少而增大。
②当覆砂层的厚度超过某一厚度以后,铁型对铸件冷却已不产生影响,这时就相当于普通的砂型铸造或树脂砂铸造。由于覆砂层的导热系数比铁型的导热系数小得多,所以铸件冷却缓慢。
③当k≧1,k2≧1时,覆砂层厚度太薄,这时就相当于金属型铸造了。
以上热交换特点已为实验所证实,当曲轴(CTЦ-14)铁型覆砂铸造的覆砂层厚度从4~32mm逐渐变化时,曲轴组织中的渗碳体量不断减少,珠光体量和铁素体量不断增加。而当覆砂层厚度小于4mm时,铸件的冷却强度与金属型(厚涂料)相近;覆砂层大于32mm时,则其冷却强度相当于普通树脂砂铸造了。
当铁型覆砂铸造用于各种不同铸件的生产时,就是通过试验或经验类比,以确定不同的覆砂层厚度和铁型厚度来控制铸件的凝固速度。例如在490Q球铁曲轴铁型覆砂铸造工艺设计中,取覆砂层厚度为5~8mm,铁型壁厚为20~30mm,生产出了优质的无冒口铸态球铁,其主要原因:
①覆砂层有效地调节了铸件的冷却速度,一方面使铸件不易出现白口,另一方面又使冷却速度大于砂型铸造。如图2所示,当铁水浇入铁型覆砂铸型后,经8min铸件温度降到930℃左右,而砂型要降到同样温度,就需要24min,冷却速度提高了3倍左右,其结果使铸件的机械性能显著提高。
②铁型无退让性,但很薄的覆砂层却能适当减少铸型的收缩阻力;而铁型所具有的刚性,又有效地利用了球铁在凝固过程中的石墨化膨胀,实现了无冒口铸造;由于覆砂层薄,型腔不易变形,铸件精度比砂型大为提高。
1-铁型覆砂2-砂型
图2球铁浇注后的冷却曲线
3铁型覆砂铸件的冷却速度
影响铁型覆砂铸件冷却速度的因素有铸件壁厚、铸件材质、浇注温度、覆砂层厚度、覆砂层的材料、铁型厚度、铁型材质和铸型温度等因素。在此,仅讨论铸件壁厚(bc)、覆砂层厚度(bm)及铁型厚度(bi)的影响。
31 bc、bm和bi对铸件冷却的影响
图3是在下列实验条件下做出的不同铸件壁厚(分别是10mm、20mm、40mm、80mm)、不同覆砂层厚度(分别是4mm和32mm)以及不同铁型壁厚(分别是32mm和8mm)对铁型覆砂铸件冷却速度的影响情况:铸件化学成分352%C、246%Si、080%Mn、018%P、0031%S,覆砂层化学成分为:石英砂90%,粘土8%,煤粉2%,水分3%。
图3铸件壁厚、覆砂层厚度、铁型壁厚对冷却速度的影响
从图3可见:①铸件壁厚、覆砂层厚度和铁型壁厚共同影响铸件的冷却速度。因此,在实际生产中,应根据不同的铸件壁厚来选择合适的铁型厚度和覆砂层厚度,以得到所需的冷却速度。②不同厚度的铸件可以通过选择合适的覆砂层厚度和铁型壁厚得到相同的冷却速度,例如图3中的Ⅰ区表示厚度为10mm和20mm、Ⅱ区表示20mm和40mm、Ⅲ区表示40mm和80mm铸件冷却范围之间的重叠。③虽然可以改变bm和bi使不同厚度的铸件获得相同的冷却速度,但并非任何厚度的铸件都可获相同的冷却速度,在本实验条件下,厚度为10mm和厚度为40mm的铸件就不能获得完全一样的冷却速度(曲线没有重叠部分)。
32覆砂厚度(bm)和铁型壁厚(bi)的选择
bm和bi一般都是根据经验或实验确定,这里介绍一种图表法。图4是用以确定铁型覆砂铸造应用范围的曲线图表,适用于铸件厚度(bc)从10~80mm,开箱温度600℃的条件。纵座标为冷却时间。图右边曲线的横座标上标有覆砂层厚度,它可以从已知的铸件冷却到600℃所需要的时间以及各种铸件厚度而查定,而且在所求的铸件壁厚中(10、20、40、80mm)已知一个,那么覆砂层厚度及铁型厚度的确定是很方便的。从左半部曲线的横座标上找到相应的bc(比如bc=20mm)画一条水平线,如果这两条线相交在画有剖面线的曲线范围里,那么表明这种铸件适宜采用铁型覆砂铸造。把这条水平线向右延伸,它便伸入bc=20mm的区域里,在这个区域里引一根垂直线向下就可得到所需要的覆砂层厚度。但应使这根垂线尽可能地向右边画,以便得到最小的覆砂层厚度及铁型厚度。如果所需确定的覆砂层厚度不在这个范围以内,则可按照类似方法从邻近的曲线范围中去找。
图4铁型厚度、覆砂层厚度、铸件壁厚和铸件冷却速度关系曲线图
如果铸件的壁厚各处不均匀,则先看一下这个铸件能否采用铁型覆砂铸造,然后按照各个壁厚来确定其覆砂层厚度及铁型厚度。例如,一个铸件具有15mm、30mm和45mm三种不同的壁厚,同上在图4的左半部按照这三个壁厚数值引三根垂线,然后使其与一根水平线相交,它们的交点应尽可能处在铁型覆砂范围里。把这根水平线向右半部引伸,在那里可以获得各个壁厚所需要的覆砂层厚度,利用水平线可以得到铸件冷却到600℃所需的时间。对厚度为15mm的部分,其垂线选在bc为20~10mm之间;对厚度为30mm的部分其垂线选在20~40mm之间;而对于壁厚为45mm的部分,只要查bm等于4mm的地方就可以了。覆砂层厚度确定以后,可从图5确定铁型的厚度。
图5不同壁厚与覆砂层厚度及冷却时间的关系
4生产实现
41覆砂造型
大批量生产的铁型覆砂铸造,其覆砂造型如图6所示。即从铁型背面的一组射砂孔经铁型和模型合模后形成的间隙(覆砂层厚度)中射入流动性较好的型砂,经固化起模后形成铁型覆砂铸型。整个造型过程在专用的覆砂造型机或由射芯机改装的覆砂造型机上完成。
1射砂头2覆砂层3铁型4型板
图6覆砂造型1
实际生产中有时还有如图7所示的覆砂造型方式。一般用于生产批量比较小的情况,覆砂过程由人工完成。
1型板2覆砂层3铁型4吹嘴5吹砂头
图7覆砂造型2
吹制覆砂层的压缩空气压力的选择可参考图8。从图中可见,当覆砂层不厚于4~5mm时,把射砂压力从2个大气压增加到6个大气压,覆砂层的密度增高了;当覆砂层较厚时,压力增加,效果较小。当覆砂层厚度为4~6mm时,其密度最大。
图8不同空气压力下覆砂层厚度与密度的关系图
42铸件成分调整
铁型覆砂铸造由于冷却速度比较快,因此铸件的化学成分(主要是C和Si)要做适当的调整。图9方框中的成分是铁型覆砂铸造用于生产球铁件时的成分范围。当C少于35%,Si少于23%,则因为有助于铁水凝固膨胀的有效石墨少而产生缩孔;而当C高于39%,Si高于29%则产生石墨漂浮和疏松。此外,实验指出,与碳当量CE(C+1/3Si)相比,Si的效果要大,并且(C+1/2Si)<49%时发生缩孔,在52%以上时发生石墨漂浮和疏松。一般建议(C+1/2Si)在50%~51%范围所得效果最好。
图9铁型覆砂铸造球铁曲轴用C、Si含量范围
43工艺流程及生产线
目前,在生产中应用的铁型覆砂铸造生产线的工艺流程,如图10示。其中覆砂造型由覆砂造型机完成,这种造型机有单工位和双工位两种,90年代以前单工位使用较多,90年代以后双工位使用更多。其它工序由各种辅机完成,辅机有气动和手动两种。铁型在辊道上输送,输送辊道也有人工和机动两种,以适应不同机械化程度的要求。目前铁型覆砂铸造生产线用于生产球铁曲轴时,典型的技术数据是:①铸件平均精度CT7级左右,表面粗糙度63~125μm;②铸态QT800;③铸造工艺出品率90%以上。
图10铁型覆砂铸造生产流程
5存在问题
51优化工艺设计
由于铁型覆砂铸造的工装造价较高,且修改比较困难。因此该工艺的设计要求一次成功。而目前一些生产企业由于工艺工装设计不当,而造成铸件废品率居高不下的情况时有发生。近年我院完成了铁型覆砂铸造球铁件凝固过程计算机数值模拟课题,能进行多种工艺方案的优化对比。但由于准确的热物性参数难以获得以及一些简化处理,目前要达到真正意义的优化设计还有一定距离。
52工装的通用性
铁型覆砂铸造由于每种铸件都需要不同的铁型和模型,因此用砂量很少,生产成本很低。但对于铸件品种很多的铸造车间,则铁型的管理、保存就很麻烦。如果解决好了铁型的专用和通用问题,则该工艺的应用将会更加普遍。
53生产线水平仍不高
目前铁型覆砂铸造的机械化和自动化水平尚不高。尤其是缸套的铁型覆砂铸造,国外有多工位转盘式铁型覆砂造型机,效率很高
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