厚大断面球铁轴承盖质量提升.pdf

2016年第4期Ａug.2016 №4 铸造设备与 工艺轴承盖是发动机上的重要部件，需要承受较大的交变冲击载荷，对其质量要求很严格，尤其是与机体结合面不允许有任何缺陷。 该轴承盖结构壁厚不均匀，厚大部位130 mm，中间最薄壁厚35 mm，三维毛坯图见图1.材质QT400-15，属于典型的厚大断面球铁类铸件，铸造难度较大，废品率一直居高不下。1 原工艺方案根据车间现有条件，采用碱G80G81G82G83G84G85G86G87造型，一G882件，G89G8AG8BG8C，中间G8D型，G8EG8BG8F上G90G91G92G93G94。 采G95上下厚大部位G96部G97铁的G86G87，G86G87G98G99G9A见图2.G9BG9CG9D轴承G9E的G80G9F要求， 铸件GA0GA1GA2G8DGA3GA4见GA51，GA6用GA7GA8GA9GAA，GAB铁GAC度1 450 ℃~1 480 ℃，G8BG8CGAC度1 330℃~1340 ℃.G9BGADGAEGAFGB0GB1GB2，GB3GB4GB5GB6GB7GB8GB9体GBA量，GBBGBCGBDGBEGBFGC0的GC1G80，G8BG8CGC2厚大断面球铁轴承盖质量提升毕海香，于建忠，杨恒远，耿建华，刘继波（潍柴重机股份有限公司滨海铸造厂，山东潍坊 261001）摘 要：球墨铸铁轴承盖在试生产过程中废品率较高，缩松、夹渣类缺陷尤为突出。 针对这些铸造缺陷进行了原因分析并提出了解决措施。 经过生产验证，缩松、夹渣等铸造缺陷得到有效控制，铸件质量显著提高。关键词：球墨铸铁；轴承盖；缩松；夹渣中图分类号：TG245 文献标识码：A 文章编号：1674-6694（2016）04-0022-03Quality Improvement of Heavy Section Ductile Iron Bearing CapBI Hai-xiang， YU Jian-zhong， YANG Heng-yuan， GENG Jian-hua， LIU Ji-bo（Weichai Heavy Machinery CO.，LTD.，Weifang Shandong 261001，China）Abstract：The rejection rate was higher in the trial production of bearing cap， particularly the defects of shrinkage and slaginclusion. The reasons were analyzed and some measures were adopted to remove the defects. Through production verification， thecasting defects such as shrinkage， slag inclusion were effectively controlled and the casting quality was enhanced significantly.Key words： nodular cast iron，bearing cap，shrinkage， slag inclusion图1 轴承盖三维毛坯图收稿日期：2016-04-21作者简介：毕海香（1981-），女，硕士研究生，工程师，主要从事铸铁件铸造工艺开发。图2 原工艺方案a）上型板 b）下型板4块4#冷铁4块5#冷铁2块2#冷铁2块3#冷铁6块1#冷铁8只出气棒铸 造 设 备 与 工 艺FOUNDRY EQUIPMENT AND TECHNOLOGY2016年第4期2016 年 8 月 Aug.2016 №4doiGC310.16666/j.cnki.issn1004-6178.2016.04.008·铸造工艺·22· ·2016年第4期铸造设备与工艺毕海香，于建忠，杨恒远，耿建华，刘继波:厚大断面球铁轴承盖质量提升成后型内冷却时间不小于48 h.按照此工艺方案生产5箱。 铸件加工后，表面无缩松，但在贯穿螺栓孔附近、侧壁等部位有零星的夹渣，夹渣缺陷见图3。超声波检测显示铸件内部存在缺陷，解剖后发现心部有缩松缺陷，如图4所示。2 缺陷原因分析2.1 缩松类缺陷球墨铸铁具有糊状凝固的特性，如果凝固时间较长， 就会造成凝固时球墨铸铁件的外壳二次膨胀，松弛了内部G80G81，G82G83铸件G84G85G86G87缩G88G81有G89时，G8AG8B在铸件G8CG8DG8EG8F成缩孔G90缩松，G91G92铸件的G93G94G95G96G97[1]。 G98G99G9AG9B现缩松的部位G9CG9DG9E工艺G9F铸件GA0侧GA1GA2有冷铁的贯穿螺栓孔位GA3G8E。此G8E铁GA4GA5GA6GA7部位GA8缩GA9GAA了G87缩，G82GA2有GABGAC的铁GA4GADG87GAEGAFGB0G8EG86G87缩的不GB1，GB2此G9B现缩松GB3缺陷。2.2 夹渣类缺陷夹渣G9E球墨铸铁GB4GB5见的缺陷GB6GB7。 在铸件加工面GB8表现GA5GB9GBAGBB无GBCGBD的GBEGBFGC0GC1GC2状。 夹渣会G91球铁件GC3GC4的GC5GC6性GC7GC8GC9GCA，GCBGCCGCDGCE铸件的G81GCF性G88。GD0GD1时GD2GD3，GD4GD5GC0GD6型壁GD7G8C，会GD8发G9BGD9、GDA、GDBGDCGDDGDEGDFGE0GE1等。 GE2GE3GE0GE1GE4GE5GE6GA4GB6间发生GE7GCFGE8GE9G8F成夹渣。 GEAG95GEBGECGEDG9EG8F成夹渣的GEEGEFGF0GB2GB6GB7[2]。 GF0GF1工艺G9FGB8箱GF2GA3冷铁，铁GA4GC8GF3此G8E后，GB8型的冷铁GF4次GF5铁GA4GF6冷，铁GA4GEAG95G96G97较GF7，铁GA4G9F的GE0GE1，夹渣无GF8GF7GF9GFAGFBG9BGFC，G82G83此时GE5GE6GA4的GFDG95GFEGFF，GE5GE6GA4G9FGDAGE7物、熔渣等不G8BGB8浮，导G93铸件GB8顶面GC0侧壁加工后G9B现了夹渣、渣孔等缺陷。 碳GF5夹渣有GB7定的GCDGCE，随着碳GDE量的GFE加，夹渣有减小的趋势[2]。 另外，型GD6紧实G95GEC， 表面G8AG8B被GE5GE6GA4侵蚀G8F成GEC熔点的GE7合物，导G93铸件G8F成夹渣[3]。3 工艺改进措施3.1 第一次工艺改进针GF5缩松问题GCC新调整了工艺，采取顶部保GEA冒口G90底部冷铁配合的工艺，工艺方案见图5.针GF5夹渣问题，采取了GDCG96措施：（1）改进GD0GD1系统，适当GFEGFF内GD0口尺寸，从G82G97GEC内GD0口的流GF9，GDC减小GAE型过程G9F铁水的紊流G90GDAGE7；（2）造型时先GF5冷铁附近型GD6手工塞紧，并G83适当延长震实时间，从G82GA9高型GD6紧实G95；（3）G9B铁后GF5铁水进行适当的静GA3，便于非GE5GE6夹杂物GB8浮，聚集；（4）进GB7步优GE7熔炼工艺，G91w（C）%控制在3.7%~3.8%，w（S）%≤0.03%；（5）GA9高GD0GD1GEAG95，控制在1 345 ℃~1 355 ℃. 如果GD0GD1GEAG95GEB高，GF5缩松不利。按照GB8述造型、熔炼、GD0GD1新工艺生产了3箱，夹渣缺陷基G84解决，但铸件经粗加工后，在冒口根部G9B现明显的缩孔（图6）.新工艺G9FG9B现缩孔部位GA5铁水凝固G8CG8D部位，G82冒口恰G9D在G8CG8DGB8，GF5铸件G8F成G8C干扰。 冒口颈尺寸较小，铁水在冒口颈作用时间较长，冒口会比铸件GA9前凝固，冒口GE8G82G9B6只出气棒2块3#冷铁2块2#冷铁a）侧壁夹渣 b）螺栓孔夹渣元素 C质量G80G81/% 3.5-3.7S Mn S P2.2-2.4 ≤0.3 ≤0.05 ≤0.04表1 铸件化学成分图4 解剖后缩松图3 夹渣图5 上型保温冒口工艺6块1#冷铁4只保温冒口a）上型板 b）下型板23· ·2016年第4期Ａug.2016 №4 铸造设备与 工艺图6 冒口根部缩松缺陷现“倒抽”现象。 另外下型冷铁尺寸偏小，激冷效果不明显。3.2 第二次工艺改进对冒口和冷铁进行了调整，上型采取了保温冒口+冷铁的工艺，见图7a）. 上型中瓦口处和底座厚大部位增加冷铁， 保温冒口位置避开铸件热节，放置在两侧非加工面上；下型中瓦口处的冷铁尺寸加大加厚，如图7b）.按照此工艺生产4件，上平面和贯穿螺栓孔处没有发现缩松，但解剖后在轴G80G81中G82G83孔处有G84G85缩松，如图8G86G87。 G88G89G8AG8BG8CG8D冒口位置，G8E缩G8FG8DG90G91， G92不G93G94G95G96的G8EG97G98G99铸件G9A生缩松。G9B后在上G9C工艺G9DG9E上进行了G9F部GA0进GA1在下型G83孔部位增加G9BGA2冷铁，如图9G86G87。 按照GA3工艺生G9A6件，解剖后没有发现缩松，加工后GA4GA5GA6GA7GA8GA9GAAGABGACGADGAE。4 新工艺生产情况对轴G80G81GAF取GB0GB1GB2工艺GA0进GB3GB4后，GB5生G9AGB6GB7，取G92了明显效果。 GB8GB9GBAGBB，GBC轴G80G81GBDGB5加工100 GBE件，没有GBF现缩松G89G8A，GC0有4 件轴G80G81GC1非加工面GC2GC3GC4GC5GC6GC7GC8GC9GCAGCBGCC，铸件GCDGCE显GCFGD0GD1，GCCGD2GD3下GD4明显。5 结 论1）冒口GAD避GD5GD6GD7GD8置在热节部位，GD9GDAGDBGDCGDDG9F部G90热，GA2GDD缩松GDEG89G8A；2）厚大部位GDFGE0GD8置冷铁，GE1GAC冷铁的激冷效果GE2现GE3GE4GE5GE6。 但GADGE7GE8GE9冷铁的GABGACGEAGEB；3）GD8GECGDFGE0的GEDGEEGDDGEF，GF0GF1GF2GF3GF4GF5G90GF6GF7GF8工GE4，GF9有效GFAGB9GC2GC3GA2GDD；4）GDC型工艺中GFBGFCGB1GFD的GD8GECGFE铸型GFFGE2度等对GC2GC3的GA2GDD也有GB0定的影响。参考文献：［1］ 杨文胜.280柴G83机主轴G80G81铸GDC工艺GA0进［J］.机车车辆工艺，2013（5）GA113-14.［2］ 徐建林.球铁件GC2GC3G89G8AGA2GDD的影响GC1素GEF析［J］.兵器材料科GEE工GF6，2003， 26（2）GA119-21.［3］ 徐建林，苏义祥，路阴，王智平.球墨铸铁件常见G89G8A的GEF析与决策［J］.铸GDC，2001，50（4）GA1225-228.2块3#冷铁2块2#冷铁图8 缩松缺陷图7 二次工艺改进图9 下型增加随形冷铁6块6#冷铁4块4#冷铁8只出气棒 4只保温冒口4块5#冷铁a）上型板 b）下型板2块7#随形冷铁《铸造设备与工艺》欢迎投稿、欢迎订阅、欢迎刊登广告24· ·