静压造型线上制动轮壳粘砂问题的解决

2015-07-11史文东

铸造设备与工艺 2015年3期

史文东，张娜

（安徽合力股份有限公司合肥铸锻厂，安徽合肥 230000）

我厂向某公司出口销售的制动轮壳产品（图1），其材质为HT250，铸件壁厚差别较大，最厚约45mm，最薄约8mm（图2），而且铸件基本上都在下箱内。工艺设计在静压造型线上生产，一箱6件，每件重量约26kg，砂铁比较低，且无需下芯，成本低。初期试制解决了自带吊芯的断裂问题，试制后期发现铸件表面粘砂问题比较严重，很难清理。初期试制时因粘砂造成的废品较多，通过降低浇注温度、型腔表面喷耐火涂料、增加型腔排气等试制最终确定解决粘砂问题的最有效方法。

图1 铸件形状

图2 剖面形状

1 试制过程

1.1 降低浇注温度

前期试制时该产品的浇注温度在1380℃～1400℃，在确保型砂质量正常稳定的前提下，将温度降低至1356℃进行浇注试制。浇注一包水（10箱共60件产品），铸件抛丸后发现粘砂报废的46件，废品率77%（表1）.即使是不粘砂的铸件经试加工后，发现铸件上边缘存在皮下气孔缺陷，所以温度不能降低。见图3铸件粘砂和图4铸件加工后气孔缺陷。

表1 降低浇注温度的情况

1.2 型腔内喷耐火酒精涂料

图3 铸件粘砂

图4 铸件加工气孔

分析认为可能是型腔内表面耐火度不够导致粘砂缺陷，同时也联想到生产的前箱体（另外一种出口产品）因粘砂喷耐火涂料解决问题。于是在保证型砂质量稳定的前提下再进行试制，上下型腔内喷酒精耐火涂料，浇注11箱共计66件，抛丸后发现铸件表面仍粘砂严重，因粘砂报废54件，废品率82%（见表2）.图5为型腔表面喷涂料。

表2 铸型喷涂料的情况

图5 铸型表面喷涂料

1.3 增加铸型内的型腔排气

在此产品试制浇注的过程，发现浇口杯有反喷的现象。分析认为铁水浇注的过程中可能使型腔内的压力增大造成的反喷，同时型腔内的压力增加也使铁水渗到型砂缝隙的几率更大，渗进去的铁水更多，从而造成铸件表面粘砂严重。想办法降低型腔内的压力，测量气眼针坐标（设备上带自动铣气眼机），在上箱铣12个盲孔气眼针（因气眼机最深铣的深度280mm，砂箱高度350mm，而且上型模具较薄无法安装出气针），每个铸件的上方对应两个，进行试制统计，因粘砂而造成的废品率降低为17.5%（见表3）。

图6 增加排气

图7 表面光洁的铸件

表3 增加铸型排气的情况

我们对排气系统进行改进，使排气更畅通，每两个铸件之间用扁的溢流浇口连接起来，中间再固定一个出气针（见图6），然后测量坐标，将每个气眼针都铣通。因交货期问题，按照此工艺一次生产312件，抛丸后统计粘砂致废的只有14件，废品率4.48%（见表3），基本达到预期效果。后期采用了盲气眼和明气眼并用并将气眼针增粗的排气原则，废品率基本上维持在3%左右。图7为获得的表面无粘砂的光洁铸件。

2 结论

根据上面的几种试制结果，对此产品来说，浇注温度不能降低，控制在1380℃～1400℃，温度降低不但不能解决粘砂问题，而且还致使新的铸造气孔缺陷的出现。在型腔内喷涂耐火的酒精涂料对某些粘砂的问题可以解决，但对此产品并没有任何效果。试制结果表明，型砂质量正常的情况下，增加铸型的型腔排气是解决此产品粘砂的最有效方法。解决粘砂问题要注意以下几点：

1）不能单一降低浇注温度来解决铸件粘砂问题，否则会导致气孔等其他缺陷；2）湿型砂铸造的型砂质量很重要，必须保证型砂质量稳定良好的情况下，考虑铸型型腔的排气；3）排气位置的设计要根据铸件的结构及型板布置而定，尽可能不设在铸件本体上；4）排气面积的设计要根据浇注速度及浇口的截面积进行计算，保证排气通畅。