铁型覆砂铸造卡车悬架支架的方法技术

本发明专利技术公开了铁型覆砂铸造卡车悬架支架的方法，外砂箱采用铁型，覆膜砂为树脂砂，铁型的内腔按卡车悬架支架的形状随型制出，随型覆砂层厚度为10mm‑30mm；浇注系统包含浇口杯、直浇口、横浇口和滤网，采用封闭式浇口；上半模的最高处射孔和四周围的芯头都装有气孔针，且不穿出箱面；在铁型的分型面上均匀分布排气槽；外模的上下模底板中间均分别设有加热装置，模具温度和铁型温度均控制在180‑240℃，达到上述温度后射砂；做好砂芯后依次装芯、合箱、浇注、开箱。本发明专利技术的方法能消除皮下气孔和组织疏松，提高整体机械性能，组织致密无裂痕，工艺出品率高，综合性能高，用砂量少，设备投资少，生产周期短，设备占用面积少，生产效率高，制造成本低，环保。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于卡车悬架支架铸造
，特别是铁型覆砂铸造卡车悬架支架的方法。
技术介绍
铁型覆砂铸造是在金属型(又称铁型)内腔周围覆上一层薄薄的型砂(又称覆膜砂)的一种铸造工艺方法。它是金属型铸造和壳型铸造两种方法的结合。获得的铸件具有尺寸精度高、机械性能好、节约人工、材料和设备、生产成本低等优点。在国外，德国、前苏联等国早已于60年代前后开始把铁型覆砂铸造应用于生产，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。在国内，铁型覆砂铸造工艺的应用研究绝大部分都使用于曲轴或者球墨铸铁的生产。近几年来，已有近百家企业应用了铁型覆砂铸造工艺，生产的零件除球铁曲轴外，还有汽车的凸轮轴、平衡轴、耐压阀体、缸套，耐磨齿盘等30余种铸件，而运用铁型覆砂铸造工艺生产汽车发动机悬架支架还是空白。国内外的卡车零件生产厂家，都是采用高压铸造或者静压铸造方法生产发动机卡车悬架支架。该工艺在较大汽车发动机生产厂已普遍使用，虽然质量上相对来说比较稳定，但还是属于砂型铸造，在造型时还是需要煤粉，用砂量很大，生产环境还未得到完全改善；同时也需配备砂处理系统、材料仓库、型砂输送、除尘等设备，设备投资大，成本高，所占用的面积也大，而且工作环境比较差，不利于铸造生产环保，如球铁轴承盖，牌号为QT600-3，用湿型砂工艺生产珠光体一般只有40-50，球化级别一般在3级，组织部粗大同时还伴随缩松，对后期使用寿命，安全性能造成极大影响。现今在汽车行业激烈竞争下，各汽车厂家生产的卡车悬架支架要求越来越高，多种性能指标要求达到或超过国家标准，例如要求解决组织缩松现象即属此类问题。由于使用常规的砂型铸造无法根本解决铸铁本身的组织缩松的问题，必须另找出路。本专利技术方法采用公司先进技术能够在浇注的铸态球铁本体抗拉强度绝大多数达到所要求牌号QT550-10，也是创国内首例铁型覆砂工艺铸造卡车悬架支架，能够消除皮下气孔和组织疏松问题，提高铸件整体机械性能，组织致密无裂痕。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种能消除皮下气孔和组织疏松，提高整体机械性能，组织致密无裂痕，工艺出品率高，综合性能高，用砂量少，设备投资少，生产周期短，设备占用面积少，生产效率高，制造成本低，环保的铁型覆砂铸造卡车悬架支架的方法。本专利技术以如下技术方案解决上述技术问题：铁型覆砂铸造卡车悬架支架的方法，工艺步骤如下：(1)造型外砂箱采用铁型，覆膜砂为树脂砂，铁型的内腔按卡车悬架支架的形状随型制出，随型覆砂层厚度为10mm-30mm；浇注系统包含浇口杯、直浇口、横浇口和滤网，采用封闭式浇口；上半模的直浇道、冒口根据零件高度适当加高以增加压力补缩；外模的上下模底板中间均分别设有加热装置，模具温度和铁型温度均控制在180-240℃，达到上述温度后射砂；(2)砂芯砂芯采用覆膜砂热心盒成型，与造型区别在于：造型时形成填砂部分的空腔是由铁型砂箱和外型模具合在一起形成，而砂芯是两半都是模具和在一起形成填砂部分的型腔；但实际原理是一样的，都是通过热量将覆膜砂快速固化形成所需的外型模样或砂芯模样。砂芯固化脱模出来后只需修除掉批锋或射嘴即可使用。(3)装芯采用人工装芯或用固定式装芯工位夹具装芯或机器人装芯；装芯前吹干净下半模型，装芯时芯头面放上适量粘胶将坭芯粘稳在外型上，防止坭芯掉落或遇铁水上浮。(4)合箱合箱前检查坭芯、浇注系统上过滤网是否安装完全；上半模型吹净散砂后合箱，扣上箱扣；浇口杯采用直冲漏斗浇口杯，安装时在浇口杯小口边沿放适量粘胶，起到粘稳、放漏铁水作用；(5)浇注用牌号为HT250的铁水浇注，浇注温度控制在1420-1440℃，1套/型的浇注时间为9.5-10.5s；(6)开箱浇注后25分钟开箱扣；铸件凝固30分钟后落箱，冷却至室温。所述浇注系统的铁水流道是由浇口杯到直浇口到横浇口，再由横浇口通过过滤网后均衡分到两个分横浇口，再由两个分横浇口分别分到两个内浇口到铸件。所述浇注系统各浇口总截面之比为：∑分直︰∑分横︰∑分内＝1︰(0.75-0.78)︰(0.68-0.72)；过滤网采用悬架支架专用的直孔陶瓷滤网。上半模最高处射孔部位装有外径Φ8mm气孔针，上半模四周围芯头装有外径Φ10mm气孔针。所述射砂气压为0.20-0.40Mpa，固化时间为50-60S。所述合箱前砂箱四角分别垫上0.3-0.4mm厚的垫片。所述合箱的扣箱力为80-85N.M。所用铁水牌号为QT550-10，其化学成分及其质量比为：C：3.6～3.9％ Si：1.9～2.4％ Mn：0.25～0.6％ Cu：0.2～0.7％ P≤0.04％S≤0.03％。本专利技术的有益效果在于：本专利技术方法利用铁型增加铁水在铸造过程中的冷却速度，细化组织，提高了卡车悬架支架在冷却收缩不均情况下的组织致密性。在同等熔炼铁水的成分下，使用铁型覆砂铸造工艺生产悬架支架比砂型铸造工艺可以获得更高的抗拉强度、硬度和更好的石墨形态和石墨大小级别，稳定珠光体在95％以上。最重要的是以往卡车悬架支架砂型铸造出现的缩松缩孔问题能得到有效解决。使用本专利技术的方法，出品率达到83.75％以上，因铁型使用了不含水分的树脂砂做覆砂造型材料，从而消除了皮下气孔缺陷；铁水凝固过程中得到快速冷却，基本消除了卡车悬架支架常有的组织缩松、疏松等缺陷，解决了卡车悬架支架在压力工作环境下的裂痕问题，提高了铸件的整体机械性能，满足或超过目前卡车悬架支架生产要求的各项性能指标；减少了砂处理系统庞大的设备、场地投入和造型用砂量；改善了铸造长期以来的恶劣环境，环保性好。整个工艺流程简单，质量容易控制，产品的生产成本比砂型铸造工艺生产低30～50％，且适用于各种类型汽车/卡车悬架支架、汽缸盖和排气管等重要复杂零部件的生产和多种要求高质量的其它零件生产。附图说明图1是本专利技术的悬架支架上半模的正视结构示意图；图2是图1的俯视结构示意图；图1-2中：1、第一冒口，2、直浇道，3、第二冒口，4、第三冒口，5、钢板弹簧座，6、第一横浇道，7、试样，8、端盖，9、第二横浇道，10、悬架支架。图3是本专利技术的悬架支架下半模的正视结构示意图；图4是图3的俯视结构示意图；图3-4中，1、钢板弹簧座，2、直浇口涡，3、悬架支架，4、试块，5、定位孔，6、第三横浇道，7、第四横浇道，8、试样，9、端盖。具体实施方式本专利技术铁型覆砂铸造卡车悬架支架的方法，造型采用专用的ZXTF-Z-1350*740造型主机
自动化生产线。按照铁型规格要求，卡车悬架支架模具设计布置为“1件/型+其他零部件”模式，分上下模。如图1-2所示，上半模布置有第一冒口1、直浇道2、第二冒口3、第三冒口4、钢板弹簧座5、第一横浇道6、试样7、端盖8、第二横浇道9和悬架支架10。如图3-4所示，下半模布置有钢板弹簧座1、直浇口涡2、悬架支架3、试块4、定位孔5、第三横浇道6、第四横浇道7、试样8和端盖9。该造型主机额定生产率为15型/h，两台造型主机则为30型/h。砂箱是金属型，内腔是按照卡车悬架支架的形状,，留有覆砂层厚度并随型制出，外模模底板下面设有加热装置，模具温度一般恒温控制在180-240℃。铁型温度一般控在180-240℃左右。造型采用覆膜砂，当模具和铁型温度达到设定的本文档来自技高网...

【技术保护点】
铁型覆砂铸造卡车悬架支架的方法，其特征是，工艺步骤如下：(1)造型外砂箱采用铁型，覆膜砂为树脂砂，铁型的内腔按卡车悬架支架的形状随型制出，随型覆砂层厚度为10mm‑30mm；浇注系统包含浇口杯、直浇口、横浇口和滤网，采用封闭式浇口；上半模的直浇道、冒口根据零件高度适当加高以增加压力补缩；外模的上下模底板中间均分别设有加热装置，模具温度和铁型温度均控制在180‑240℃，达到上述温度后射砂；(2)砂芯砂芯采用覆膜砂热心盒成型，与造型区别在于：造型时形成填砂部分的空腔是由铁型砂箱和外型模具合在一起形成，而砂芯是两半都是模具和在一起形成填砂部分的型腔；但实际原理是一样的，都是通过热量将覆膜砂快速固化形成所需的外型模样或砂芯模样。砂芯固化脱模出来后只需修除掉批锋或射嘴即可使用。(3)装芯采用人工装芯或用固定式装芯工位夹具装芯或机器人装芯；装芯前吹干净下半模型，装芯时芯头面放上适量粘胶将坭芯粘稳在外型上，防止坭芯掉落或遇铁水上浮。(4)合箱合箱前检查坭芯、浇注系统上过滤网是否安装完全；上半模型吹净散砂后合箱，扣上箱扣；浇口杯采用直冲漏斗浇口杯，安装时在浇口杯小口边沿放适量粘胶，起到粘稳、放漏铁水作用；(5)浇注用牌号为HT250的铁水浇注，浇注温度控制在1420‑1440℃，1套/型的浇注时间为9.5‑10.5s；(6)开箱浇注后25分钟开箱扣；铸件凝固30分钟后落箱，冷却至室温。...

【技术特征摘要】
1.铁型覆砂铸造卡车悬架支架的方法，其特征是，工艺步骤如下：(1)造型外砂箱采用铁型，覆膜砂为树脂砂，铁型的内腔按卡车悬架支架的形状随型制出，随型覆砂层厚度为10mm-30mm；浇注系统包含浇口杯、直浇口、横浇口和滤网，采用封闭式浇口；上半模的直浇道、冒口根据零件高度适当加高以增加压力补缩；外模的上下模底板中间均分别设有加热装置，模具温度和铁型温度均控制在180-240℃，达到上述温度后射砂；(2)砂芯砂芯采用覆膜砂热心盒成型，与造型区别在于：造型时形成填砂部分的空腔是由铁型砂箱和外型模具合在一起形成，而砂芯是两半都是模具和在一起形成填砂部分的型腔；但实际原理是一样的，都是通过热量将覆膜砂快速固化形成所需的外型模样或砂芯模样。砂芯固化脱模出来后只需修除掉批锋或射嘴即可使用。(3)装芯采用人工装芯或用固定式装芯工位夹具装芯或机器人装芯；装芯前吹干净下半模型，装芯时芯头面放上适量粘胶将坭芯粘稳在外型上，防止坭芯掉落或遇铁水上浮。(4)合箱合箱前检查坭芯、浇注系统上过滤网是否安装完全；上半模型吹净散砂后合箱，扣上箱扣；浇口杯采用直冲漏斗浇口杯，安装时在浇口杯小口边沿放适量粘胶，起到粘稳、放漏铁水作用；(5)浇注用牌号为HT250的铁水浇注，浇注温度控制在1420-1440℃，1套/型的浇注时间为9.5-10.5s；(6)开箱浇注后25分钟开箱扣；铸件凝固30分钟后落...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭锦赐，
申请(专利权)人：广西玉柴机器配件制造有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45