一种曲轴的铸造工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种曲轴的铸造工艺，涉及机械铸件铸造技术领域，具体包括以下步骤：1)造型；2)熔炼；3)浇注；4)调质处理：淬火阶段和回火冷却。本发明专利技术的曲轴的铸造工艺简单方便，浇注温度科学合理，利用该种工艺制得的曲轴强度硬度高、韧性好、耐磨性优良，次品率低，有效地提高了产品的质量及精度。

【技术实现步骤摘要】
一种曲轴的铸造工艺
本专利技术涉及机械铸件铸造
，具体涉及一种曲轴的铸造工艺。
技术介绍
目前，牌号为QT600-3的曲轴品种共有二类，重量分别为225公斤和354公斤，铸件高度达1000mm，其壁厚为150-180mm，属大断面厚实铸件，它的技术难度大，需要本体硬度达到HB190-250，普通铸造方法的次品率较高，无法达到其质量或精度要求。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种曲轴的铸造工艺，该种铸造工艺工艺简单方便，浇注温度科学合理，利用该种工艺制得的曲轴强度硬度高、韧性好、耐磨性优良，次品率低，有效地提高了产品的质量及精度。为了达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案来实现的：一种曲轴的铸造工艺，包括造型、熔炼和浇注，具体包括以下步骤：(1)造型：制备型砂，该型砂由以下重量份数的原料制成：硅砂40-60份、碳酸钠水溶液4-8份、聚醚砜树脂1-3份、铝矾土5-15份和改性菱沸石粉5-15份；(2)熔炼：将工业原料钢材置于电炉内加热至熔炼温度，使合金充分熔化形成铁水，控制调整铁水为如下的化学元素成分含量：C：3.40-4.20％、Si：1.85-2.45％、Mn：0.40-1.00％、Cu：0.15-0.35％、Zn：0.08-0.16％、Cr：0.10-0.22％、S≤0.05％和P≤0.06％，余量为Fe和不可避免的杂质；(3)浇注：将步骤(2)中的铁水在温度为1420-1460℃条件下，加入孕育剂和球化剂，浇注到步骤(1)中的造型中，浇注时间设定为2-3min，浇注完成后，空冷降温至320-340℃取出曲轴半成品件；(4)调质处理a、淬火阶段：将所述曲轴半成品件输送至真空淬火炉中，在温度为480-520℃条件下淬火处理50-60min；b、回火冷却：将曲轴半成品件输送至回火炉中，在温度为560-620℃条件下回火处理40-50min，之后随炉空冷即可。进一步地，上述造型是按照铸件图纸尺寸要求设计制模，模具包括上模具和下模具，将上模具和下模具组装到射芯机，通过射芯机将型砂压满模型内，且所述型砂在温度为140-160℃条件下加热固化成型后，备用。进一步地，上述型砂由以下重量份数的原料制成：硅砂50份、碳酸钠水溶液6份、聚醚砜树脂2份、铝矾土10份和改性菱沸石粉10份。进一步地，上述改性菱沸石粉通过以下步骤制得的：将菱沸石在温度为420-460℃的条件下煅烧40-50min，然后粉碎至粒径≤1mm，得菱沸石粉，再将菱沸石粉放入碳酸钠与高锰酸钾混合溶液中浸泡1-3h后，取出干燥，加入相当于菱沸石粉重量2-4％的硅烷偶联剂KH550、相当于菱沸石粉重量1-3％的月桂醇硫酸钠、相当于菱沸石粉重量4-6％的二氧化硅粉末和相当于菱沸石粉重量3-5％的碳化铌搅拌混匀，即得。进一步地，上述铁水由下列化学元素成份组成：C：3.80％、Si：1.15％、Mn：0.70％、Cu：0.25％、Zn：0.12％、Cr：0.16％、S≤0.03％和P≤0.04％。进一步地，上述型砂是通过以下步骤获得的：先将硅砂和碳酸钠水溶液混合均匀后，缓慢加入铝矾土和改性菱沸石粉，搅拌均匀后加入聚醚砜树脂，最后在转速为60-80r/min的条件下搅拌15-25min即得。进一步地，上述孕育剂中含有73％以上的Si，其加入量为铁水重量的0.2-0.4％，粒度为1-2mm。进一步地，上述球化剂中含镁量在6-7％，其加入量为铁水重量的0.4-0.8％，粒度为0.5-1.5mm。本专利技术具有如下的有益效果：(1)本专利技术的曲轴的铸造工艺简单方便，浇注温度科学合理，通过对浇注的曲轴母液成分、浇注过程以及铸件半成品的热处理作了改进优化，使得成品的曲轴件理化性能大大提高；另外，利用该种工艺制得的曲轴在取件时，粘砂、落砂现象明显减少，消除了曲轴裂纹和气孔等缺陷，提高了曲轴的硬度，且耐磨和密封性能优良，大大降低了次品率，提高了产品的质量及精度；(2)本专利技术通过对曲轴半成品件进行淬火和回火处理，有利于消除成型过程中由于温度差和组分不均匀而引起的内应力，有助于提高曲轴成品件的强度、韧性和耐磨性等性质，改善曲轴件的品质，延长曲轴的使用寿命，拓宽曲轴件的实际应用场合；(3)本专利技术在的轴承盖铸造工艺在铸造过程中采用特质的型砂，进一步提高了曲轴铸件的质量和生产效率。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。实施例1一种曲轴的铸造工艺，按照以下步骤进行：(1)造型：制备型砂，该型砂由以下原料制成：硅砂40kg、碳酸钠水溶液4kg、聚醚砜树脂1kg、铝矾土5kg和改性菱沸石粉5kg；该型砂是通过以下步骤获得的：先将硅砂和碳酸钠水溶液混合均匀后，缓慢加入铝矾土和改性菱沸石粉，搅拌均匀后加入聚醚砜树脂，最后在转速为60r/min的条件下搅拌15min即得；按照铸件图纸尺寸要求设计制模，模具包括上模具和下模具，将上模具和下模具组装到射芯机，通过射芯机将型砂压满模型内，且上述型砂在温度为140℃条件下加热固化成型后，备用；上述改性菱沸石粉通过以下步骤制得的：将菱沸石在温度为420℃的条件下煅烧40min，然后粉碎至粒径≤1mm，得菱沸石粉，再将菱沸石粉放入碳酸钠与高锰酸钾混合溶液中浸泡1h后，取出干燥，加入相当于菱沸石粉重量2％的硅烷偶联剂KH550、相当于菱沸石粉重量1％的月桂醇硫酸钠、相当于菱沸石粉重量4％的二氧化硅粉末和相当于菱沸石粉重量3％的碳化铌搅拌混匀，即制得本专利技术中型砂所需的原料；(2)熔炼：将工业原料钢材置于电炉内加热至熔炼温度，使合金充分熔化形成铁水，控制调整铁水为如下的化学元素成分含量：C：3.40％、Si：1.85％、Mn：0.40％、Cu：0.15％、Zn：0.08％、Cr：0.10％、S≤0.05％和P≤0.06％，余量为Fe和不可避免的杂质；(3)浇注：将步骤(2)中的铁水在温度为1420℃条件下，加入孕育剂和球化剂，浇注到步骤(1)中的造型中，浇注时间设定为2min，浇注完成后，空冷降温至320℃取出曲轴半成品件；上述孕育剂中含有75％的Si，其加入量为铁水重量的0.2％，粒度为1-2mm；上述球化剂中含镁量在6％，其加入量为铁水重量的0.4％，粒度为0.5-1.5mm；(4)调质处理a、淬火阶段：将上述曲轴半成品件输送至真空淬火炉中，在温度为480℃条件下淬火处理50min；b、回火冷却：将曲轴半成品件输送至回火炉中，在温度为560℃条件下回火处理40min，之后随炉空冷即制得曲轴成品。实施例2一种曲轴的铸造工艺，按照以下步骤进行：(1)造型：制备型砂，该型砂由以下原料制成：硅砂50kg、碳酸钠水溶液6kg、聚醚砜树脂2kg、铝矾土10kg和改性菱沸石粉10kg；该型砂是通过以下步骤获得的：先将硅砂和碳酸钠水溶液混合均匀后，缓慢加入铝矾土和改性菱沸石粉，搅拌均匀后加入聚醚砜树脂，最后在转速为70r/min的条件下搅拌20min即得；按照铸件图纸尺寸要求设计制模，模具包括上模具和下模具，将上模具和下模具组装到射芯机，通过射芯机将型砂压满模型内，且上述型砂在温度为150℃条件下加热固化成型后，备用；上述改性菱沸石粉通过以下步骤制得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种曲轴的铸造工艺，包括造型、熔炼和浇注，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)造型：制备型砂，所述型砂由以下重量份数的原料制成：硅砂40‑60份、碳酸钠水溶液4‑8份、聚醚砜树脂1‑3份、铝矾土5‑15份和改性菱沸石粉5‑15份；(2)熔炼：将工业原料钢材置于电炉内加热至熔炼温度，使合金充分熔化形成铁水，控制调整铁水为如下的化学元素成分含量：C：3.40‑4.20％、Si：1.85‑2.45％、Mn：0.40‑1.00％、Cu：0.15‑0.35％、Zn：0.08‑0.16％、Cr：0.10‑0.22％、S≤0.05％和P≤0.06％，余量为Fe和不可避免的杂质；(3)浇注：将步骤(2)中的铁水在温度为1420‑1460℃条件下，加入孕育剂和球化剂，浇注到步骤(1)中的造型中，浇注时间设定为2‑3min，浇注完成后，空冷降温至320‑340℃取出曲轴半成品件；(4)调质处理a、淬火阶段：将所述曲轴半成品件输送至真空淬火炉中，在温度为480‑520℃条件下淬火处理50‑60min；b、回火冷却：将曲轴半成品件输送至回火炉中，在温度为560‑620℃条件下回火处理40‑50min，之后随炉空冷即可。...

【技术特征摘要】
1.一种曲轴的铸造工艺，包括造型、熔炼和浇注，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)造型：制备型砂，所述型砂由以下重量份数的原料制成：硅砂40-60份、碳酸钠水溶液4-8份、聚醚砜树脂1-3份、铝矾土5-15份和改性菱沸石粉5-15份；(2)熔炼：将工业原料钢材置于电炉内加热至熔炼温度，使合金充分熔化形成铁水，控制调整铁水为如下的化学元素成分含量：C：3.40-4.20％、Si：1.85-2.45％、Mn：0.40-1.00％、Cu：0.15-0.35％、Zn：0.08-0.16％、Cr：0.10-0.22％、S≤0.05％和P≤0.06％，余量为Fe和不可避免的杂质；(3)浇注：将步骤(2)中的铁水在温度为1420-1460℃条件下，加入孕育剂和球化剂，浇注到步骤(1)中的造型中，浇注时间设定为2-3min，浇注完成后，空冷降温至320-340℃取出曲轴半成品件；(4)调质处理a、淬火阶段：将所述曲轴半成品件输送至真空淬火炉中，在温度为480-520℃条件下淬火处理50-60min；b、回火冷却：将曲轴半成品件输送至回火炉中，在温度为560-620℃条件下回火处理40-50min，之后随炉空冷即可。2.根据权利要求1所述的一种曲轴的铸造工艺，其特征在于，所述造型是按照铸件图纸尺寸要求设计制模，模具包括上模具和下模具，将上模具和下模具组装到射芯机，通过射芯机将型砂压满模型内，且所述型砂在温度为140-160℃条件下加热固化成型后，备用。3.根据权利要求1所述的一种曲轴的铸造工艺，其特征在于，所述型...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖月，
申请(专利权)人：合肥康之恒机械科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34