本发明专利技术揭示了一种高强度轻量化球墨铸铁汽车发动机平衡轴的生产工艺，通过浇注系统将铁水运送到型腔中，同时将冒口安放在靠近热节部位，很好地解决了平衡轴制造过程中出现的缩孔、缩松缺陷问题；利用球化和孕育处理工艺有效提高球墨铸铁件强度和铁素体含量，能大幅度提高铸件使用寿命，本工艺生产出来的铸铁硬度170～190HB，抗拉强度>450Mpa，屈服强度>310Mpa，延伸率>12％。本发明专利技术有效解决了平衡轴制造过程中出现的缩孔与缩松缺陷问题，并达到了高强度高加工精度要求。了高强度高加工精度要求。了高强度高加工精度要求。
【技术实现步骤摘要】
一种高强度轻量化球墨铸铁汽车发动机平衡轴的生产工艺
[0001]本专利技术属于平衡轴铸造工艺
，特别是涉及一种高强度轻量化球墨铸铁汽车发动机平衡轴的生产工艺。
技术介绍
[0002]平衡轴是发动机内部的重要部件，使得发动机运转起来更加平稳、顺畅，实现发动机的正常运转和动力输出，它的精度和性能直接影响着发动机的性能和寿命及客户的接受程度。随着混动发动机在汽车生产领域的深入应用，与之相对应的轻混发动机平衡轴也将具备越来越广阔的市场前景。
[0003]平衡轴的生产是先通过铸造工艺获得毛坯件，然后对毛坯件进行加工以获得成品。平衡轴毛坯件的加工主要涉及平面加工、钻孔、车削加工工艺。目前市场上因生产工艺等因素，平衡轴铸件常存在中间厚大部位缩孔缩松缺陷和其他缺陷，从而降低了材料力学性能、增加了废品率、降低了铸件使用寿命。
[0004]近年来，随着经济的快速发展，我国对发动机性能的要求也不断提高，平衡轴作为一种重要的减振部件，其需求量和质量要求也随之提高。壳型铸造生产的铸件表面光洁度高，尺寸精度高，性能好，适用于大批量生产、尺寸精度要求较高、壁薄而形状复杂的各种合金铸件，是生产平衡轴零件的常见工艺。但由于合金成分组成不合适、工艺不合理、浇注温度和浇注时间控制不恰当等，会使铸铁平衡轴在生产过程中，产生基体组织无法满足服役条件的要求和铸造缺陷等问题，影响平衡轴铸件的产品合格率。
[0005]因此，有必要提供一种新的高强度轻量化球墨铸铁汽车发动机平衡轴的生产工艺来解决上述问题。
【
技术实现思路
】
[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种高强度轻量化球墨铸铁汽车发动机平衡轴的生产工艺，有效解决了平衡轴制造过程中出现的缩孔与缩松缺陷问题，并达到了高强度高加工精度要求。
[0007]本专利技术通过如下技术方案实现上述目的：一种高强度轻量化球墨铸铁汽车发动机平衡轴的生产工艺，其包括以下步骤：
[0008]S1)原物料检验：包括生铁检验、废钢检验、锰铁检验、紫铜检验、硅铁检验、粘土检验、混配土检验、新砂检验、接种剂检验、随流硅钡孕育剂检验、球化剂检验、增碳剂检验以及钢丸检验；
[0009]S2)配料：包括生铁2000份、废钢2500份、返材1500份、增碳剂125份；
[0010]S3)熔炼：
[0011]S31)用吊秤在中频感应电炉中加入2000份生铁与2500份废钢，再加入适量辅料和50份增碳剂，所述辅料包括锰铁、紫铜、硅铁；
[0012]S32)待形成铁水后再加入50份增碳剂、1000份返材，熔解后再加入25份增碳剂、
500份返材；
[0013]S33)铁水熔炼温度达到1400～1450℃时，断电清渣，取适量铁液，利用碳硅仪和分光仪检测铁水化学成分，并通过调配使铁水中的各元素占比满足以下要求：
[0014]碳占比3.85～3.9％，硅占比2.2～2.3％，锰占比0.2～0.3，铜占比0.2～0.25％，磷占比小于0.1％，硫占比小于0.015％、铬占比小于0.05％；
[0015]S34)继续熔炼至铁水温度达到1500～1530℃，然后高温静置10～15分钟，使铁水中的碳及异质晶核充分熔解，熔渣充分上浮减少铁液中的杂质；
[0016]S4)球化孕育：称重1.8份硅钡孕育剂、9份的镁系球化剂以及8～12份的覆盖剂，并按照顺利依次加入，通过输送装置自动输送到铁水包中，同时，利用吊秤计量出880～920份的铁水，利用电炉自带的倾倒机构将铁水倒入铁水包中，实现铁水的球化处理，球化反应时间控制在50～90秒；球化完成后进行清渣，然后将铁水包中的铁水倒入浇注机中；在将铁水倒入到浇注机的过程中，同步的伴随铁液以5g/s的剂量投入粒度为0.2mm的硅钡孕育剂；
[0017]S7)浇注：将步骤S4)中球化孕育好的铁水通过浇注机注入到砂模中，浇注温度控制在1420～1380℃，浇注充型时间控制在10分钟以内；
[0018]S8)分模下线：将浇注好后的平衡轴从砂模中取出，然后在输送线上冷却后下线。
[0019]进一步的，所述步骤S2)中的增碳剂为煅烧石油焦型增碳剂，增碳剂中碳含量≥98％；所述增碳剂的粒度为0.5～5mm。
[0020]进一步的，在所述步骤S4)球化孕育后，还需要对铁水成分进行检测，并通过调配使铁水中的各元素占比满足以下要求：
[0021]碳占比3.85～3.9％，硅占比2.35～2.5％，锰占比0.2～0.3％，铜占比0.2～0.25％，磷占比小于0.1％，硫占比小于0.015％，铬占比小于0.05％，Mg占比0.028～0.035％。
[0022]进一步的，在所述步骤S7)浇注前还包括以下步骤以制备得到所述砂模：
[0023]S5)混砂：
[0024]S51)型砂配料：旧砂3700～3900份、混配土25～35份、新砂0～50份、粘土3～7份；
[0025]S52)将型砂配料投入高速混砂机中混合均匀，并利用红外线烘干机进行烘干；
[0026]S6)造型：将步骤S5)制作的砂子投入到造型机中制作出所述砂模。
[0027]进一步的，所述步骤S52)中烘干后的型砂配料控制含水量在3.1～4.0％，透气性在100～140Pa，抗压强度要求达到190～230Kpa，压缩比要求为28～45％，粒度控制在52～65mm，表面安定度要求>85％，密度指数控制在1.38～1.50％。
[0028]进一步的，所述步骤S6)中，造型机挤压压力为10～14Kp/cm2，合模压力位200～3000Kpa，制作出来的砂模硬度>90g/mm2。
[0029]进一步的，所述步骤S4)中，所述覆盖剂的粒度为8～15mm，所述镁系球化剂的粒度为5～15mm，所述硅钡孕育剂的粒度为1～3mm。
[0030]进一步的，所述砂模包括浇口杯、自所述浇口杯底部对称向两侧延伸的横浇道反压、位于所述横浇道反应末端向下设置的直浇道入水控制片、衔接所述直浇道入水控制片且向下延伸的直浇道、自所述直浇道的中部和尾部对称水平向两侧延伸的横流路、自所述横流路中部向上延伸形成的分直浇道入水控制片、与所述分直浇道入水控制片衔接的且向上竖直延伸的分直浇道、设置在所述分直浇道顶部的冒口、对称设置在所述冒口两侧且从
所述冒口处入水的平衡轴成型腔，所述分直浇道的底部设置有为所述平衡轴成型腔底部入水的底部入水控制片。
[0031]进一步的，所述直浇道与所述横流路在交汇处设置有铸件入水截流片。
[0032]进一步的，所述直浇道上位于所述铸件入水截流片的下游设置有直浇道减压槽。
[0033]与现有技术相比，本专利技术一种高强度轻量化球墨铸铁汽车发动机平衡轴的生产工艺的有益效果在于：通过浇注系统将铁水运送到型腔中，同时将冒口安放在靠近热节部位，很好地解决了平衡轴制造过程中出现的缩孔、缩松缺陷问题；利用球化和孕育处理工艺有效提高球墨铸铁件强度和铁素体含量，能大本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高强度轻量化球墨铸铁汽车发动机平衡轴的生产工艺，其特征在于：其包括以下步骤：S1)原物料检验：包括生铁检验、废钢检验、锰铁检验、紫铜检验、硅铁检验、粘土检验、混配土检验、新砂检验、接种剂检验、随流硅钡孕育剂检验、球化剂检验、增碳剂检验以及钢丸检验；S2)配料：包括生铁2000份、废钢2500份、返材1500份、增碳剂125份；S3)熔炼：S31)用吊秤在中频感应电炉中加入2000份生铁与2500份废钢，再加入适量辅料和50份增碳剂，所述辅料包括锰铁、紫铜、硅铁；S32)待形成铁水后再加入50份增碳剂、1000份返材，熔解后再加入25份增碳剂、500份返材；S33)铁水熔炼温度达到1400～1450℃时，断电清渣，取适量铁液，利用碳硅仪和分光仪检测铁水化学成分，并通过调配使铁水中的各元素占比满足以下要求：碳占比3.85～3.9％，硅占比2.2～2.3％，锰占比0.2～0.3，铜占比0.2～0.25％，磷占比小于0.1％，硫占比小于0.015％、铬占比小于0.05％；S34)继续熔炼至铁水温度达到1500～1530℃，然后高温静置10～15分钟，使铁水中的碳及异质晶核充分熔解，熔渣充分上浮减少铁液中的杂质；S4)球化孕育：称重1.8份硅钡孕育剂、9份的镁系球化剂以及8～12份的覆盖剂，并按照顺利依次加入，通过输送装置自动输送到铁水包中，同时，利用吊秤计量出880～920份的铁水，利用电炉自带的倾倒机构将铁水倒入铁水包中，实现铁水的球化处理，球化反应时间控制在50～90秒；球化完成后进行清渣，然后将铁水包中的铁水倒入浇注机中；在将铁水倒入到浇注机的过程中，同步的伴随铁液以5g/s的剂量投入粒度为0.2mm的硅钡孕育剂；S7)浇注：将步骤S4)中球化孕育好的铁水通过浇注机注入到砂模中，浇注温度控制在1420～1380℃，浇注充型时间控制在10分钟以内；S8)分模下线：将浇注好后的平衡轴从砂模中取出，然后在输送线上冷却后下线。2.如权利要求1所述的高强度轻量化球墨铸铁汽车发动机平衡轴的生产工艺，其特征在于：所述步骤S2)中的增碳剂为煅烧石油焦型增碳剂，增碳剂中碳含量≥98％；所述增碳剂的粒度为0.5～5mm。3.如权利要求1所述的高强度轻量化球墨铸铁汽车发动机平衡轴的生产工艺，其特征在于：在所述步骤S4)球化孕育后，还需要对铁水成分进行检测，并通过调配使铁水中的各元素占比满足以下要求：碳占比3.85～3.9％，硅占比2.35～2.5％，锰占比0.2～0.3％，铜占比0.2～0...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦凯，
申请(专利权)人：苏州勤堡精密机械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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