一种具有不均匀壁厚的灰铸铁制动盘铸造工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种具有不均匀壁厚的灰铸铁制动盘铸造工艺，属于铸造技术领域。本发明专利技术的制动盘铸造工艺，采用中间环形流道来分散入水，保证型腔同时均匀充型，铁液在型腔内的热量场相对均匀，能够减少铸件缩松倾向，中心集渣包能够有效阻拦浮渣和氧化渣，并且扇形内浇口能够减缓铁液的流速防止冲砂；同时，通过铁水的优化来提高碳硅当量，提高铁水的流动性，降低白口、冷隔倾向，保证了铸件石墨形态优良，具有更好的加工切屑性能。通过上述合理的流道设计和流动性更好的铁水，大大提高了灰铸铁制动盘铸件的生产质量稳定性和产品合格率，能够获得强度和耐磨性更好的A型石墨形态的制动盘，且制动盘铸件的各项力学性能均匀稳定，加工切削性能更好。工切削性能更好。工切削性能更好。

【技术实现步骤摘要】
一种具有不均匀壁厚的灰铸铁制动盘铸造工艺


[0001]本专利技术涉及一种铸件的铸造工艺，更具体地说，涉及一种具有不均匀壁厚的灰铸铁制动盘铸造工艺。

技术介绍

[0002]制动系统是交通运输工具中最为关键和重要的组成部分，制动盘又是制动系统中的关键部件，正逐步替代鼓式刹车系统。制动盘在轨道交通工具的制动过程中发挥着重要作用，由于其工作环境复杂恶劣，维修更换不便，因此要求制动盘必须有稳定的质量和较长的使用寿命。
[0003]制动盘为圆环状的平板类零件，整体壁厚不均，上表面有凸起的薄筋，起到散热作用，下表面为摩擦面，不允许有缩松、渣眼、砂眼等铸造缺陷。研究表明，在材质一定的情况下，铸造制动盘盘体失效的主要原因是盘体中存在缩松、渣眼、砂眼、裂纹等铸造缺陷。随着轨道交通工具的运行速度提升，对于制动盘盘体的质量也提出了更高的要求，因此对于铸造制动盘盘体的铸造工艺也提出了更高的要求。
[0004]为了生产出质量稳定的轨道交通制动系统制动盘，亟需对其铸造工艺进行改进，开发一种新的制动盘铸造工艺。

技术实现思路

[0005]1.专利技术要解决的技术问题
[0006]本专利技术旨在提供一种具有不均匀壁厚的灰铸铁制动盘铸造工艺，以解决现有铸造工艺生产出来的制动盘易存在缩松、渣眼、砂眼等铸造缺陷的问题，采用本专利技术的技术方案，通过合理的流道设计和流动性更好的铁水，能够有效减少铸件缩松倾向，保证型腔充型均匀，降低铸件白口和冷隔倾向，大大提高了灰铸铁制动盘铸件的生产质量稳定性和产品合格率，能够获得强度和耐磨性更好的A型石墨形态的制动盘，且制动盘铸件的各项力学性能均匀稳定，加工切削性能更好。
[0007]2.技术方案
[0008]为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：
[0009]本专利技术的一种具有不均匀壁厚的灰铸铁制动盘铸造工艺，包括：
[0010]流道设计：在制动盘铸件型腔的中心设置环形流道，在环形流道与制动盘铸件型腔之间通过若干周向分布的扇形内浇口连通，在环形流道的中心设置集渣包，在集渣包与环形流道之间通过若干周向分布的分流道连通，集渣包通过横流道与直流道连通；
[0011]铁水熔炼：控制铁液成分中3.05％≤C≤3.15％，1.7％≤Si≤1.8％，0.05％≤S≤0.06％，P≤0.02％，同时控制铁液中微量元素Ti的含量为0≤Ti≤0.03％，并在熔炼时加入锡元素，元素Sn的含量控制在0.01％≤Sn≤0.02％；
[0012]浇注过程：熔炼完毕后的铁液经直流道流入横流道，经横流道流入集渣包内，再经分流道汇入环形流道内，然后经过扇形内浇口进入制动盘铸件型腔内。
[0013]更进一步地，所述的横流道上靠近直流道的一端还设有陶瓷过滤块，每个扇形内浇口的下部还设置有冷铁。
[0014]更进一步地，在所述的制动盘铸件型腔的外周还设有周向均布的若干侧冒口。
[0015]更进一步地，所述的侧冒口在制动盘铸件型腔的外周均匀分布有四个。
[0016]更进一步地，所述的扇形内浇口沿环形流道的周向均匀设有六个，所述的分流道在集渣包外周设有四个，四个分流道中两两位于横流道的左右两侧，且各个分流道在环形流道上的流入口分别位于相邻两个扇形内浇口之间。
[0017]更进一步地，所述的环形流道上靠近直流道的位置处设有断口。
[0018]更进一步地，所述的直流道的直径为40mm，所述的集渣包的直径为60mm，高度为80mm；所述的分流道的流道截面尺寸为20mm
×
20mm，所述的环形流道的截面尺寸为20mm
×
30mm，所述的扇形内浇口与制动盘铸件型腔接触位置的截面尺寸大致为130mm
×
4mm。
[0019]更进一步地，所述的陶瓷过滤块为长宽高为75mm
×
75mm
×
15mm的长方体过滤块。
[0020]3.有益效果
[0021]采用本专利技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
[0022](1)本专利技术的一种具有不均匀壁厚的灰铸铁制动盘铸造工艺，其采用中间环形流道来分散入水，保证型腔同时均匀充型，铁液在型腔内的热量场相对均匀，能够减少铸件缩松倾向，中心集渣包能够有效阻拦浮渣和氧化渣，并且扇形内浇口能够减缓铁液的流速防止冲砂，避免产生砂眼缺陷；同时，通过铁水的优化来提高碳硅当量，提高铁水的流动性，降低白口、冷隔倾向，能够获得合适的硬度和珠光体，保证了铸件石墨形态优良，具有更好的加工切屑性能；通过上述合理的流道设计和流动性更好的铁水，大大提高了灰铸铁制动盘铸件的生产质量稳定性和产品合格率，能够获得强度和耐磨性更好的A型石墨形态的制动盘，且制动盘铸件的各项力学性能均匀稳定，加工切削性能更好；
[0023](2)本专利技术的一种具有不均匀壁厚的灰铸铁制动盘铸造工艺，其横流道上靠近直流道的一端还设有陶瓷过滤块，陶瓷过滤块能够有效阻挡铁液中的浮渣，配合集渣包和环形流道对浮渣和氧化渣的进一步阻挡作用，保证了铁液的纯净度，使成型后的铸件质量更加优异；为防止内浇口与铸件接触位置冷却速度较慢影响铸件石墨形态，每个扇形内浇口的下部还设置有冷铁，利用冷铁对扇形内浇口的激冷作用，阻断内浇口处热量场对铸件型腔的影响，更利于铸件型腔同时凝固；
[0024](3)本专利技术的一种具有不均匀壁厚的灰铸铁制动盘铸造工艺，其制动盘铸件型腔的外周还设有周向均布的若干侧冒口，能够起到排气、集渣和补缩作用，进一步防止出现缩孔、缩松现象；
[0025](4)本专利技术的一种具有不均匀壁厚的灰铸铁制动盘铸造工艺，其扇形内浇口沿环形流道的周向均匀设有六个，分流道在集渣包外周设有四个，四个分流道中两两位于横流道的左右两侧，且各个分流道在环形流道上的流入口分别位于相邻两个扇形内浇口之间，采用上述流道布置，四个分流道保证了铁液对环形流道的同步充型，使环形流道内的铁液进入六个扇形内浇口也相对同步，保证了铁液在型腔内的热量场相对均匀，有利于铸件型腔的同时凝固；
[0026](5)本专利技术的一种具有不均匀壁厚的灰铸铁制动盘铸造工艺，其环形流道上靠近直流道的位置处设有断口，为直流道在制动盘铸件型腔的中心留出设置空间，便于型腔制
作，有利于减小横流道的长度。
附图说明
[0027]图1为本专利技术的灰铸铁制动盘铸造工艺中流道设计的立体结构示意图；
[0028]图2为本专利技术的灰铸铁制动盘铸造工艺中流道设计的平面结构示意图；
[0029]图3为采用本专利技术的灰铸铁制动盘铸造工艺铸造出的制动盘盘体的石墨形态图；
[0030]图4为采用本专利技术的灰铸铁制动盘铸造工艺铸造出的制动盘盘体的金相图。
[0031]示意图中的标号说明：
[0032]1、直流道；2、横流道；3、集渣包；4、分流道；5、环形流道；6、扇形内浇口；7、冷铁；8、制动盘铸件型腔；9、侧冒口；10、陶瓷过滤块。
具体实施方式
[0033]为进一步了解本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有不均匀壁厚的灰铸铁制动盘铸造工艺，其特征在于：流道设计：在制动盘铸件型腔(8)的中心设置环形流道(5)，在环形流道(5)与制动盘铸件型腔(8)之间通过若干周向分布的扇形内浇口(6)连通，在环形流道(5)的中心设置集渣包(3)，在集渣包(3)与环形流道(5)之间通过若干周向分布的分流道(4)连通，集渣包(3)通过横流道(2)与直流道(1)连通；铁水熔炼：控制铁液成分中3.05％≤C≤3.15％，1.7％≤Si≤1.8％，0.05％≤S≤0.06％，P≤0.02％，同时控制铁液中微量元素Ti的含量为0≤Ti≤0.03％，并在熔炼时加入锡元素，元素Sn的含量控制在0.01％≤Sn≤0.02％；浇注过程：熔炼完毕后的铁液经直流道(1)流入横流道(2)，经横流道(2)流入集渣包(3)内，再经分流道(4)汇入环形流道(5)内，然后经过扇形内浇口(6)进入制动盘铸件型腔(8)内。2.根据权利要求1所述的具有不均匀壁厚的灰铸铁制动盘铸造工艺，其特征在于：所述的横流道(2)上靠近直流道(1)的一端还设有陶瓷过滤块(10)，每个扇形内浇口(6)的下部还设置有冷铁(7)。3.根据权利要求1所述的具有不均匀壁厚的灰铸铁制动盘铸造工艺，其特征在于：在所述的制动盘铸件型腔(8)的外周还设有周向均布的若干侧冒口(9)。4.根据权利要求3所述的具有不均匀壁厚的灰铸铁制动盘铸造工艺，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：马运安，何亚峰，
申请(专利权)人：溧阳市万盛铸造有限公司，
类型：发明
国别省市：