减少ZF进油法兰铸件气孔缺陷的工艺措施

师 远（广西柳工机械股份有限公司，广西柳州市 545007）

减少ZF进油法兰铸件气孔缺陷的工艺措施

师 远（广西柳工机械股份有限公司，广西柳州市 545007）

分析了ZF进油法兰铸件产生气孔缺陷的原因，采取降低型芯发气量、改善型腔排气等改进措施，有效解决了该法兰铸件的气孔缺陷问题。

法兰；气孔缺陷

该进油法兰为德国ZF公司汽车箱体的主要部件（以下简称ZF进油法兰）。ZF进油法兰铸件属于薄壁类灰铁铸件，毛重19.3kg，基本壁厚7mm，要求加工余量≤3mm，不得有任何铸造缺陷。其结构如图1、2所示。

我公司采用树脂砂无箱造型，砂芯采用冷芯盒制芯、覆膜砂热芯盒制芯两种工艺；水基涂料整体淋涂砂型，经烘道烘干；中频电炉熔炼。采用该工艺生产时，铸件缺陷主要为气孔，这些气孔集中在柱状顶部以及法兰面。废品率居高不下，严重制约了本厂的生产进度和成本的降低。

1 铸件气孔的来源

从气孔产生的机理、工艺方案、现场操作等方面进行了具体分析，判定该气孔属于侵入性气孔。主要原因如下：

（1）砂芯发气量大 铸件内腔均由砂芯形成：铸件底部内腔砂芯采用冷芯盒制芯；上部柱状芯、内腔油道芯采用热芯盒制芯。由于壁薄且形状复杂，采用的是高强度覆膜砂，发气量特别大。

（2）砂型发气量大 树脂砂无箱造型工艺不可避免地有大量的气体产生。另外，由于铸件ø70mm柱状型腔深度达134mm，使得过烘道烘干工序后，柱状型腔底部仍未干透，浇注时会产生大量气体。

（3）砂型排气不畅 铸件的内腔均由砂芯形成，而整个砂芯组合的排气只能通过柱状芯的芯头、内腔油道芯法兰圈排气，排气面积较小。如果过分加大法兰圈排气截面积，容易造成铸件缺肉。因此不能通过增大排气面积来解决气孔缺陷。

2 采取的工艺措施

根据以上分析，认为解决铸件气孔的主要措施应该是降低砂芯、砂型发气量，减少气体的产生，使其快速排出型腔。

2.1 降低冷芯盒砂芯发气量

通过调整冷芯盒砂芯树脂组分的配比，来降低冷芯盒砂芯的发气量。试验数据得出，在保证砂芯抗拉强度≥1MPa的前提下，树脂Ⅰ∶树脂Ⅱ=55∶45时，砂芯发气量最低。发气量由原配比的9.33g/ml降低到7g/ml。

2.2 降低热芯盒砂芯发气量

目前上部柱状芯、内腔油道芯采用的是覆膜砂，发气量为18ml/g。我们在保证满足砂芯流转、使用要求的基本强度的前提下，开发了低发气量覆膜砂。低发气量覆膜砂芯的发气量只有12g/ml，因此大大降低了热芯盒砂芯的发气量。

2.3 改变砂型涂刷方法

砂型涂料涂刷方法由整体淋涂水基涂料，改为整体淋涂水基涂料加局部手工刷涂醇基涂料的方法。如图3、4所示，用手工涂刷的方法对两个ø70mm深孔涂刷醇基涂料，上好涂料后及时用火点燃，以保证这两个深孔的烘干，降低砂型的发气量，减少气孔缺陷的发生。

3 改进效果

从2009年6月开始，我们采用改进工艺生产ZF进油法兰，铸件废品率降低了71%，质量得到了巨大改善。由于采用低发气量覆膜砂，热芯盒芯砂生产成本由4000元/t，下降为1200元/t，成本大幅度降低。

[1]王君卿，等.铸造手册：第5卷铸造工艺.第2版.机械工业出版社.

[2]陈琦，彭兆弟.铸造技术问题对策.北京：机械工业出版社.

TG250.6;

B；

1006－9658（2010）04－2

2010－06－23

2010－099

师远（1984-），女，助理工程师，主要从事铸铁件铸造工艺设计