均衡凝固技术在汽车制动底板上的应用

湖北丹江口市志成铸造有限公司（442700）何 强

制动底板零件是汽车制动器中的关键零件，其质量的好坏，直接影响汽车的安全性与可靠性，因此，该零件要求不允许有缩孔、缩松、气孔及裂纹等铸造缺陷。我公司现生产一载货汽车制动底板，其结构尺寸如图1所示。

图1 铸件结构

1.铸件结构特点与原铸造工艺

铸件轮廓尺寸为444mm×235mm×109mm，放加工尺寸后，最大壁厚为61mm，最小壁厚为21mm，其他区域部分壁厚基本均匀。该零件由两个连接板连接圆环盘和6个凸台构成，此连接板交接部位就是该铸件的最大结构热节。铸件材质为QT450－10。分型面放在连接板的下部，铸件厚实圆环盘部分放于下箱，原铸造工艺如图2所示。采用下注工艺浇注，同时使用φ75mm×130mm热冒口对铸件进行强补缩。在实际生产过程中，铸件总是在A、B区域（见图1）的4孔均出现不同程度的缩孔、缩松，废品率在50%左右，严重影响了产品质量。

图2 原铸造工艺

2.缺陷分析及工艺改进

（1）缺陷分析 虽然原工艺在工艺设计时考虑了冒口的补缩以及补缩通道，但是补缩距离较长，冒口的补缩量有限，不足以消除铸件的内部缺陷。另外，铸件的流动热节与结构热节重合，也是铸件出现缩孔、缩松的重要原因。

（2）工艺改进 按均衡凝固工艺原则改进后的工艺如图3所示。按照均衡凝固理论，浇口的设计要防止流动热节，金属液在型腔内流动距离最短原则，我们为了防止铁液流通效应过程中产生的热节对铸件凝固补缩的干扰，结合铸件结构的对称性，将原浇口更改为两个，并使用热飞边冒口，将其安放在左右靠近热节部位，缩短补缩通道，增强补缩能力。采用上注工艺浇注，并根据飞边冒口安放位置处的铸件结构特点，采用短、窄、高冒口颈进行有效补缩。同时按照均衡凝固工艺原则，采用冷铁消除热节效应，在铸件底部设置φ212mm×φ140mm×38mm环形冷铁，使铸件形成上热下冷的温度场分布，随着冷铁的激冷，铸件凝固过程加快，在铸件进入石墨化膨胀的过程中，提高铸件自补缩效果。另外，严格化学成分和浇注过程的控制，有利于减少缩孔、缩松。

图3 改进后铸造工艺

3.结语

应用均衡凝固工艺原则改进后的工艺经过批量生产验证，生产稳定，获得成功。铸件经机械加工后，没有出现缩孔、缩松类缺陷废品，产品质量达到技术要求，取得了显著的社会效益与经济效益。