靜壓造型線上制動輪殼粘砂問題的解決

史文東，張 娜

（安徽合力股份有限公司合肥鑄鍛廠，安徽合肥 230000）

我廠向某公司出口銷售的制動輪殼產(chǎn)品（圖1），其材質(zhì)為HT250，鑄件壁厚差別較大，最厚約45mm，最薄約8mm（圖2），而且鑄件基本上都在下箱內(nèi)。工藝設(shè)計(jì)在靜壓造型線上生產(chǎn)，一箱6件，每件重量約26kg，砂鐵比較低，且無需下芯，成本低。初期試制解決了自帶吊芯的斷裂問題，試制后期發(fā)現(xiàn)鑄件表面粘砂問題比較嚴(yán)重，很難清理。初期試制時(shí)因粘砂造成的廢品較多，通過降低澆注溫度、型腔表面噴耐火涂料、增加型腔排氣等試制最終確定解決粘砂問題的最有效方法。

圖1 鑄件形狀

圖2 剖面形狀

1 試制過程

1.1 降低澆注溫度

前期試制時(shí)該產(chǎn)品的澆注溫度在1380℃～1400℃，在確保型砂質(zhì)量正常穩(wěn)定的前提下，將溫度降低至1356℃進(jìn)行澆注試制。澆注一包水（10箱共60件產(chǎn)品），鑄件拋丸后發(fā)現(xiàn)粘砂報(bào)廢的46件，廢品率77%（表1）.即使是不粘砂的鑄件經(jīng)試加工后，發(fā)現(xiàn)鑄件上邊緣存在皮下氣孔缺陷，所以溫度不能降低。見圖3鑄件粘砂和圖4鑄件加工后氣孔缺陷。

表1 降低澆注溫度的情況

1.2 型腔內(nèi)噴耐火酒精涂料

圖3 鑄件粘砂

圖4 鑄件加工氣孔

分析認(rèn)為可能是型腔內(nèi)表面耐火度不夠?qū)е抡成叭毕?，同時(shí)也聯(lián)想到生產(chǎn)的前箱體（另外一種出口產(chǎn)品）因粘砂噴耐火涂料解決問題。于是在保證型砂質(zhì)量穩(wěn)定的前提下再進(jìn)行試制，上下型腔內(nèi)噴酒精耐火涂料，澆注11箱共計(jì)66件，拋丸后發(fā)現(xiàn)鑄件表面仍粘砂嚴(yán)重，因粘砂報(bào)廢54件，廢品率82%（見表2）.圖5為型腔表面噴涂料。

表2 鑄型噴涂料的情況

圖5 鑄型表面噴涂料

1.3 增加鑄型內(nèi)的型腔排氣

在此產(chǎn)品試制澆注的過程，發(fā)現(xiàn)澆口杯有反噴的現(xiàn)象。分析認(rèn)為鐵水澆注的過程中可能使型腔內(nèi)的壓力增大造成的反噴，同時(shí)型腔內(nèi)的壓力增加也使鐵水滲到型砂縫隙的幾率更大，滲進(jìn)去的鐵水更多，從而造成鑄件表面粘砂嚴(yán)重。想辦法降低型腔內(nèi)的壓力，測量氣眼針坐標(biāo)（設(shè)備上帶自動銑氣眼機(jī)），在上箱銑12個(gè)盲孔氣眼針（因氣眼機(jī)最深銑的深度280mm，砂箱高度350mm，而且上型模具較薄無法安裝出氣針），每個(gè)鑄件的上方對應(yīng)兩個(gè)，進(jìn)行試制統(tǒng)計(jì)，因粘砂而造成的廢品率降低為17.5%（見表3）。

圖6 增加排氣

圖7 表面光潔的鑄件

表3 增加鑄型排氣的情況

我們對排氣系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，使排氣更暢通，每兩個(gè)鑄件之間用扁的溢流澆口連接起來，中間再固定一個(gè)出氣針（見圖6），然后測量坐標(biāo)，將每個(gè)氣眼針都銑通。因交貨期問題，按照此工藝一次生產(chǎn)312件，拋丸后統(tǒng)計(jì)粘砂致廢的只有14件，廢品率4.48%（見表3），基本達(dá)到預(yù)期效果。后期采用了盲氣眼和明氣眼并用并將氣眼針增粗的排氣原則，廢品率基本上維持在3%左右。圖7為獲得的表面無粘砂的光潔鑄件。

2 結(jié) 論

根據(jù)上面的幾種試制結(jié)果，對此產(chǎn)品來說，澆注溫度不能降低，控制在1380℃～1400℃，溫度降低不但不能解決粘砂問題，而且還致使新的鑄造氣孔缺陷的出現(xiàn)。在型腔內(nèi)噴涂耐火的酒精涂料對某些粘砂的問題可以解決，但對此產(chǎn)品并沒有任何效果。試制結(jié)果表明，型砂質(zhì)量正常的情況下，增加鑄型的型腔排氣是解決此產(chǎn)品粘砂的最有效方法。解決粘砂問題要注意以下幾點(diǎn)：

1）不能單一降低澆注溫度來解決鑄件粘砂問題，否則會導(dǎo)致氣孔等其他缺陷；2）濕型砂鑄造的型砂質(zhì)量很重要，必須保證型砂質(zhì)量穩(wěn)定良好的情況下，考慮鑄型型腔的排氣；3）排氣位置的設(shè)計(jì)要根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)及型板布置而定，盡可能不設(shè)在鑄件本體上；4）排氣面積的設(shè)計(jì)要根據(jù)澆注速度及澆口的截面積進(jìn)行計(jì)算，保證排氣通暢。

3 結(jié)束語

在高密度靜壓造型上，鑄型型腔排氣的暢通是解決鑄件粘砂問題的一種有效方法，我們運(yùn)用這種方法解決了其他幾種產(chǎn)品內(nèi)腔的粘砂問題。當(dāng)然，鑄件粘砂還與鐵水的澆注溫度、型砂質(zhì)量及強(qiáng)度等都有關(guān)系，要根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)及現(xiàn)場操作的實(shí)際情況分析而定。

[1]金仲信.高密度造型鑄件的粘砂及其防止[J］.鑄造，2000（1）:172-175.

[2]史鑒開，史小雨.防止鑄件粘砂的若干工藝措施[J］.鑄造設(shè)備研究，2006（2）：43-44.