制動輪殼粘砂問題的解決

■ 史文東

我廠向國外某公司出口的制動輪殼產(chǎn)品（見圖1），其材質(zhì)為HT250，鑄件壁厚差較大，最厚約45mm，最薄約8mm（見圖2），且鑄件基本都在下箱內(nèi)。工藝設(shè)計在我廠靜壓造型線上生產(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重，很難清理。初期試制時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措施，最終確定了解決粘砂問題的最有效方法。

1. 試制過程

（1）降低澆注溫度 前期試制時該產(chǎn)品的澆注溫度在1380～1400℃，在確保型砂質(zhì)量穩(wěn)定的前提下，我們將澆注溫度降低至1356℃進行試制。澆注一包鐵液（10箱共60件產(chǎn)品），鑄件拋丸后發(fā)現(xiàn)粘砂報廢的46件，廢品率77%（見表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。鑄件粘砂及加工后氣孔缺陷如圖3、圖4所示。

（2）型腔內(nèi)噴耐火酒精涂料 我們又分析認為，可能是型腔內(nèi)表面耐火度不夠?qū)е抡成叭毕?，同時也聯(lián)想到我廠生產(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。于是我們在保證型砂質(zhì)量穩(wěn)定的前提下再進行試制，上下型腔內(nèi)噴酒精耐火涂料，澆注11箱共計66件，拋丸后發(fā)現(xiàn)鑄件表面仍粘砂嚴重，因粘砂報廢54件，廢品率82%（見表2）。圖5為型腔表面噴涂料。

圖1 鑄件形狀

圖2 剖面形狀

圖3 鑄件粘砂

圖4 鑄件加工氣孔

表1 制動輪殼降低澆注溫度的情況

（3）增加鑄型內(nèi)的型腔排氣 在此產(chǎn)品試制澆注的過程中，發(fā)現(xiàn)澆口杯有反噴的現(xiàn)象。分析認為鐵液澆注的過程中可能使型腔內(nèi)的壓力增大造成的反噴，同時型腔內(nèi)的壓力增加也使鐵液滲到型砂縫隙的幾率更大，滲進去的鐵液更多，從而造成鑄件表面粘砂嚴重。想辦法降低型腔內(nèi)的壓力，測量氣眼針坐標（設(shè)備上帶自動銑氣眼機），在上箱銑12個不通孔氣眼針（因氣眼機最深銑的深度280mm，砂箱高度350mm，而且上型模樣較薄無法安裝出氣針），每個鑄件的上方對應(yīng)兩個，進行試制統(tǒng)計因粘砂而造成的廢品率降低為17.5%（見表3）。

我們對排氣系統(tǒng)進行改進，使排氣更暢通，每兩個鑄件之間用扁的溢流澆口連接起來，中間再固定一個出氣針（見圖6），然后測量坐標，將每個氣眼針都銑通。因交貨期問題，按照此工藝一次生產(chǎn)312件，拋丸后統(tǒng)計粘砂致廢的只有14件，廢品率4.48%（見表3），基本達到預(yù)期效果。后期我們采取不通氣眼和明氣眼并用且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. 應(yīng)用分析

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，應(yīng)控制在1380～1400℃，若澆注溫度降低不但不能解決粘砂問題，而且還致使鑄造氣孔缺陷的出現(xiàn)。在型腔內(nèi)噴涂耐火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：

（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，必須在保證型砂質(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)計要根據(jù)澆注速度及澆口的截面積進行計算，保證排氣通暢。

3. 結(jié)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，我們運用這種方法解決了其他幾種產(chǎn)品內(nèi)腔的粘砂問題。當然，鑄件粘砂還與鐵液的澆注溫度、型砂質(zhì)量及強度等都有關(guān)系，要根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)及現(xiàn)場操作的實際情況分析而定。

圖5 鑄型表面噴涂料

圖6 增加排氣

圖7 表面光潔的鑄件

表2 制動輪殼鑄型噴涂料的情況

表3 制動輪殼增加鑄型排氣的情況