空調(diào)壓縮機球鐵曲軸鑄件的生產(chǎn)

四川省樂山市市中區(qū)嘉勤機械廠 楊見平

空調(diào)壓縮機球鐵曲軸鑄件的生產(chǎn)

四川省樂山市市中區(qū)嘉勤機械廠 楊見平

本文針對空調(diào)壓縮機曲軸鑄件的生產(chǎn)工藝改進方案及效果進行了探討。在生產(chǎn)實踐中，對于質(zhì)量要求高，加工難度大的鑄件，不進行熱處理，直接加工的鑄件，應(yīng)采用鑄態(tài)工藝生產(chǎn)；為了節(jié)能減排，增產(chǎn)降耗，保護環(huán)境，采用覆膜砂疊箱造型工藝，進行熔煉、球化處理過程的控制。

空壓機曲軸；鑄態(tài)球鐵；覆膜砂造型；疊箱澆注

我廠生產(chǎn)的如圖1所示空調(diào)壓縮機曲軸。鑄件長度100～140mm，直徑17～19mm，平均重量0.25公斤，加工余量1mm。不得有氣孔、沖砂、夾渣、縮孔、縮松、脹箱等缺陷，平衡塊外圓部位不加工。鑄件不進行熱處理。

圖1 空調(diào)壓縮機曲軸

產(chǎn)品材質(zhì)為QT500-7，執(zhí)行《GB/T 1348-2009球墨鑄鐵件》標準，要求珠光體30-70%，球化等級≥3級。

表1是空調(diào)壓縮機曲軸的技術(shù)要求。

表1 QT500-7力學性能/基體組織

工藝小組結(jié)合企業(yè)現(xiàn)有條件，經(jīng)過幾次試驗，生產(chǎn)出了合格的空調(diào)壓縮機曲軸。

1 鑄造工藝

采用覆膜砂造型，自動射芯機制成模殼，疊箱澆注工藝。工藝要點為：

（1）傳統(tǒng)疊箱造型工藝，都是開雙面模，即上下型都有鑄件。但曲軸鑄件因為有平衡塊，凸出于鑄件圓截面，故將型腔背面做成空心狀，型腔厚度8mm，砂/鐵比為1：1.4，節(jié)約了成本。采用封閉式澆注系統(tǒng)：F內(nèi)：F橫：F直 =1.0：1.2：1.4，直澆道兩個砂型之間用空心凹凸形狀直澆道固定，孔徑尺寸為20mm；內(nèi)澆道為圓形喇叭口，以利于鑄件順利充型和補縮。

（2）因疊箱造型澆注時無法放置過濾網(wǎng)擋渣，故橫澆道兩端各設(shè)計了3個截流槽，減緩鐵水流量，將渣滓擋在直澆道內(nèi)。還將橫澆道兩端加長集渣。

（3）每2個砂型采用4個角用凹凸圓柱定位。合型采用上下夾板用鑄鐵板，規(guī)格為400mm×380mm×20mm,每組裝7層，1組就是140件產(chǎn)品。用2個條鐵框固定，再用鏍絲桿頂緊，澆口杯用覆膜砂射芯機制成型。放置于覆膜砂型凹槽內(nèi)，再用廢覆膜砂加水混濕將其固定住。

2 熔煉工藝

熔煉設(shè)備為2臺1噸感應(yīng)電爐；選用山西建邦Q10生鐵，廢鋼使用我廠供貨廠家生產(chǎn)空調(diào)壓縮機外殼的A3鋼的邊角余料，回爐料為曲軸鑄件廢品和澆冒口。使用牌號為FeSiMg8RE5的球化劑，球化劑壓包底，覆蓋75#硅鐵，沖入法球化處理，隨流孕育使用長效硅鋇孕育劑。熔煉工藝主要有以下幾個要點。

2.1 化學成分

提高碳當量，接近共晶點，可以使石墨球數(shù)增加，增加致密度，有利于鑄件補縮，減少碳化物的出現(xiàn)，但碳當量過高會產(chǎn)生石墨飄浮。碳當量控制在4.2%～4.4%。為了增加鑄件的耐磨性，珠光體控制在30%～50%，原鐵液的含硅量應(yīng)控制在1.5%以內(nèi)，終硅控制在2.5%～2.7%。降低錳含量。在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，含錳量超過0.35%時，鑄件硬度達到240HB，本體試樣抗拉強度550MPa，延伸率≥7%，含錳量高雖對提高珠光體有利，但會產(chǎn)生偏析，故含錳量不超過0.35%。

磷易產(chǎn)生偏析，應(yīng)嚴格控制在0.04%以下。硫高使鐵液流動性變差，縮孔傾向增加，控制在0.03%～0.05%以內(nèi)。

殘留鎂不能過高，在保證球化質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡可能低，控制在0.035%～0.050%之間。稀土是反石墨化元素，殘留稀土過高，易產(chǎn)生偏析，導(dǎo)致出現(xiàn)異型石墨，降低鑄件的沖擊韌度，控制在0.020%～0.030%。

2.2 熔煉配料及爐前處理工藝

制定熔煉配料工藝：Q10原生鐵40%，A3廢鋼30%，澆冒口和廢品回爐料30%；用低硫增碳劑增碳，固定碳含量95%，收得率80%～85%。爐前化學成分控制見表2。

表2 鐵液的化學成分

3 生產(chǎn)實踐

經(jīng)過試生產(chǎn)，并進行了改進，澆注的產(chǎn)品經(jīng)檢驗結(jié)果均達到了質(zhì)量要求。化學成分和力學性能見表3。

表3 鑄件本體測得的化學成分和性能

4 結(jié)論

在生產(chǎn)鑄態(tài)珠光體球墨鑄鐵，加工精度要求高的薄壁、小件產(chǎn)品、并有獨立熱節(jié)，補縮困難的鑄件，提高碳當量，降低球化劑加入量，包內(nèi)孕育＋隨流孕育＋澆口杯孕育是獲得易加工、球化良好的優(yōu)質(zhì)鑄件的重要條件。

由于采用了覆膜砂造型和疊箱澆注工藝，廠家回收廢砂，節(jié)約了成本，凈化了環(huán)境。用覆膜砂射芯工藝生產(chǎn)不需要專業(yè)技術(shù)，降低了工作強度，減少了工作時間，改善了工作環(huán)境，促進了綠色鑄造的發(fā)展。

[1]張伯明.鑄造手冊鑄鐵[M].北京∶機械工業(yè)出版社,2002.

[2]黃天佑.鑄造手冊造型材料[M].北京∶機械工業(yè)出版社,2002.

[3]李魁盛.鑄造工藝設(shè)計基礎(chǔ)[M].北京∶機械工業(yè)出版社,2002.

[4]王成鐸等.球化處理方法綜述[M].組委會∶球墨鑄鐵生產(chǎn)技術(shù)研導(dǎo)會論文集,2004.

[5]日本鑄造工學會.鑄造缺陷及其對策[M].北京∶機械工業(yè)出版社,2008.