汽车轮毂无冒口砂型铸造汽车轮毂无冒口砂型铸造RiserlessSandMouldCastingofCarHub陈言俊,梁如国,张国玲,刘健(山东大学工程训练中心,山东济南250061)中国分类号:TG255;TG24文献标识码:B:101123814(2004)0730062202某汽车配件厂采用砂型铸造生产前、后轮毂。原铸造工艺采用两个冒口,其重量占整个铸件重量的12还多。不但造成了很大的浪费,而且造成清砂及机械加工困难等。为了解决此问题。我们采用球铁无冒口铸造工艺,经多次改进和生产试验,达到了预期的目的。1铸件的结构特点及原铸造工艺汽车前、后轮毂是空心圆筒类铸件,壁厚比较均匀,中间有一直立砂芯,内壁散热较慢。材质为QT400215,原铸造工艺(以前轮毂为例)为:铸件大盘向上、底注、最上部放两个明冒口,每个冒口重5kg以上(如图1)。原工艺由于冒口大,不仅浪费铁水,而且大盘根部易产生缩松、缩孔等缺陷。这是因为采用底注时,铸件下部的铁水温度较高,而且铸件顶部冒口处的铁水温度相对较低,不利冒口的补缩。冒口清理易带肉,造成铸件加工量小,有的成为废品;冒口清不到根,造成加工困难。后来虽把冒口几经更改(由5kg改为7kg,又改为10kg,而后又改回5kg),但铸件废品率一直在20%～35%徘徊,有时竟高达40%。后来,采取了调整化学成分,提高浇注温度,底注快浇,底注慢浇,但都没有从根本上解决问题。图1前轮毂原铸造工艺图2前轮毂改进后铸造工艺2改进的铸造工艺把原来大盘向上改为大盘朝下,把底注改为阶梯浇注,去掉顶部冒口,改为四个<20mm的出气孔。铸件大盘向下,铸件顶部的圆筒适当增加加工余量,使集中于上部的缩孔、缩松、渣子或气孔加工掉。用出气孔是为了将浇注时型腔内的气体和凝固期间产生的大量气体畅通排出,避免气体聚集产生气孔或进入铸件内形成集中缩孔,或成为分散在树枝晶之间的小孔。采用阶梯式注入可使金属液先从底部内浇口注入,液流平稳可避免飞溅,当液面上升到一定高度后再从上一层内浇口注入,这样就在铸型不同高度上逐层引进热的金属液,避免了单纯底注时所造成的反向温度分布,从而达到顺序凝固的目的。另外,铸件大盘在下,底部注入的金属液先冷却,随着金属液面的升高,铸件上部的圆筒结构起到对下部大盘凝固的补缩作用(相当于冒口作用),实际上增大了铸件的垂直补缩距离,使铸件本身产生了自然的顺序凝固,铸件凝固时所产生的缩孔、缩松、气孔(因砂型铸造有水汽)等缺陷都集中在铸件的顶部。此处因留有较大的加工余量,可以将缺陷切除,获得致密铸件。此外,为了利用石墨化膨胀,铸型刚性就要增加,这样新工艺就规定了要增加铸型紧实度。所以,我们提高型砂混砂质量,多用新砂、细纱、适当增加粘土,以提高型砂强度。在造型中强调增加铸型的紧实度,即使铸型平均硬度不低于75。3铁水化学成分化学成分对无冒口铸造,获得致密铸件也非常重要。这是因为铁水的碳、硅含量直接影响共晶转变时的石墨析出数量,随着碳当量的增加,共晶石墨的析出量愈多,由于石墨化所引起的膨胀量也就愈大,那么型内的膨胀压力也就急剧上升。其膨胀压力的增长在有足够刚性的铸型时,有利于消除缩孔缩松。但碳、硅含量又不能太高,太高又会引起石墨漂浮。碳硅量偏低流动性不好,石墨化膨胀小。所以在调整化学成分时,适当提高碳当量、强化孕育。残余镁量高,白口倾向大,加大了收缩,所以在保证球化的前提下,尽量降低残留镁量。调整后的化学成分见表1。表1调整后的球铁化学成分(质量分数,%)元素CSiMnSPMg残RE残含量范围3.5～3.92.01～2.4<0.6<0.5<0.080.03～0.060.02～0.044合理的浇注温度和浇注速度浇注温度主要影响铁水的液态体收缩率,浇注温度愈高,铁水的液态体收缩率也愈大。无冒口铸造的最安全浇注温度在1280℃以上能增加补缩能力,但不应26EXPERIMENTHotWorkingTechnology2004No.7汽车轮毂无冒口砂型铸造RiserlessSandMouldCastingofCarHub陈言俊,梁如国,张国玲,刘健(山东大学工程训练中心,山东济南250061)中国分类号:TG255;TG24文献标识码:B:101123814(2004)0730062202某汽车配件厂采用砂型铸造生产前、后轮毂。原铸造工艺采用两个冒口,其重量占整个铸件重量的12还多。不但造成了很大的浪费,而且造成清砂及机械加工困难等。为了解决此问题。我们采用球铁无冒口铸造工艺,经多次改...