呋喃樹脂砂在薄壁箱體中的應(yīng)用

呋喃樹脂砂在薄壁箱體中的應(yīng)用

后橋的殼體材料為ht502，重261kg，輪廓尺寸為1069mm4200mm500mm，壁厚10mm32mm，主壁厚度9.11mm。鑄件如圖1所示。采用7t/h雙排大間距水冷沖天爐熔煉,鐵液出爐溫度1420～1450℃,爐后快速分析,用呋喃樹脂砂生產(chǎn)工藝進行造型、制芯。后橋殼體屬薄壁箱體類鑄件,鑄件在鐵液凝固時受鐵液化學(xué)成分、澆注溫度、鑄件結(jié)構(gòu)、砂型類型、砂芯類型等因素的影響,各個方向上收縮率并不一樣,即使用同一包鐵液不同的澆注溫度所得鑄件的收縮率也不一樣。鑄件的收縮率需要結(jié)合以往的設(shè)計經(jīng)驗確定。鑄件設(shè)計要求,外側(cè)面需要鑄出清晰的廠標(biāo)和可追溯性日期編碼,以進行產(chǎn)品質(zhì)量追溯。鑄件的兩側(cè)面屬于重要的加工面,加工后不允許存在氣孔、砂眼等缺陷,該件在裝配整車前要進行氣密實驗(0.15MPa歷時3min),一旦存在滲漏現(xiàn)象鑄件即作報廢處理。鑄件采用專機進行加工。為便于加工,要求鑄件的硬度在170～200HBS之間,嚴(yán)于標(biāo)準(zhǔn)要求,且鑄件加工前不進行定位基準(zhǔn)面劃線,故加工定位點處一致性要求高,不能存在1.5mm以上的偏差。該件工作時要承受復(fù)雜的力矩,在鑄件材質(zhì)上要求抗拉強度大于250MPa,珠光體含量大于85%。因此,要穩(wěn)定生產(chǎn)出合格的該類鑄件,要經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓に囋O(shè)計,選擇合理的工藝參數(shù),嚴(yán)格控制生產(chǎn)過程中影響鑄件質(zhì)量的各種因素。1外模鑄造工藝根據(jù)呋喃樹脂砂的工藝特點,并結(jié)合該件的結(jié)構(gòu)分析,確定選擇鑄件的中間對稱面作為分模分型面,采用封閉式大流量、分散進鐵液的澆注系統(tǒng)。鑄件的上平面加工余量選4mm,底平面加工余量選3mm,側(cè)面加工余量選3mm,為了減少因鑄件偏移量而造成鑄件內(nèi)孔黑皮的現(xiàn)象,鑄件內(nèi)孔的加工余量選4～5mm,其余選擇3mm的加工余量。因為呋喃樹脂砂砂型(芯)剛度遠(yuǎn)比粘土砂型要高的多,鑄件內(nèi)腔復(fù)雜,砂型(芯)的退讓性差,鑄件在凝固時收縮阻力大,所以鑄件的收縮率選擇上要比粘土砂工藝小,根據(jù)經(jīng)驗該類鑄件收縮率選擇如下:長度方向收縮率選擇0.8%,寬度和高度方向收縮率選擇0.7%,砂芯收縮率選擇為0.7%。鑄件的拔模斜度按照0.8～1.5°制作,高度方向尺寸大的取小值,高度方向尺寸小的取大值,除長度方向拔模斜度按照正負(fù)拔模斜度制作,其余按照正拔模斜度制作。根據(jù)呋喃樹脂砂工藝特點,鑄件宜多設(shè)置出氣冒口,少設(shè)置補縮冒口,在澆道對面鑄件內(nèi)腔開口處設(shè)置兩個溢流冒口,上平面以及鑄件的高點處設(shè)置29個出氣銷,以利于澆注時型腔排氣,減少氣孔缺陷的發(fā)生,鑄件工藝簡圖如圖2所示。為防止合型時擠砂,外模的水平芯頭設(shè)計防壓砂環(huán),高度為1.5mm,寬度尺寸為12mm。外模下砂型垂直芯頭的頂部設(shè)計集砂槽,尺寸為R3mm,以免碎砂把砂芯墊起,造成砂芯的高度尺寸誤差。外模樣結(jié)構(gòu)為整體結(jié)構(gòu),不可以分開進行加工、制作,模具的制作工藝用計算機進行三維造型(Pro·E或UG軟件等),加工中心進行整體加工,以保證鑄件的壁厚符合圖紙要求,模具表面必須進行拋光處理.定位銷材質(zhì)為45鋼,調(diào)質(zhì)、淬火處理,硬度50～55HRC,定位套材質(zhì)為40Cr材料,熱處理后硬度50～55HRC。模具最小壁厚要求≥15mm,內(nèi)部要帶加強筋,外模以錐銷與型板定位,螺栓連接。為了維修方便,模樣中心線與型板中心線的間距必須要在型板劃出永久性標(biāo)記。模具型板采用QT500-7球鐵,并需在加工前進行去應(yīng)力退火處理。因為樹脂砂中的樹脂和固化劑會與塑料類模具產(chǎn)生界面反應(yīng),長時間使用后模具表面會變的異常粗糙,并且難以清理表面,考慮模具的使用壽命和經(jīng)濟性,鑄件外模采用HT250材質(zhì)。采用手工制芯,為了減輕工人的勞動強度,芯盒采用ZL104材質(zhì),芯盒內(nèi)腔的活塊(特別是采用回旋的方式取出的活塊)采用黃銅材質(zhì)。按照脫落式結(jié)構(gòu)制作芯盒,芯盒最小壁厚為12mm,芯盒活塊的配合間隙≤0.5mm,芯盒活塊的斜度為5～10°,為便于砂芯排氣,在芯盒體芯頭部分鉆出直徑?10mm出氣通道,制芯時預(yù)先放置出氣釬,砂芯固化后再抽出出氣釬,以形成出氣通道。鑄件的各種搭子按照圖紙的高度要求,在半徑和高度方向上各增加1mm,以免上涂料后凹坑存積涂料和加工偏移,造成搭子尺寸不夠?qū)⒙菘状虼?。鑄件合型時采用直徑4mm的封箱泥條進行封箱,所以外模單邊預(yù)留0.2mm的分型負(fù)數(shù)。為了保證鑄件發(fā)生輕微錯箱時的主要壁厚和強度,在鑄件的法蘭面和背面留1mm的工藝補貼量。芯盒的刮砂面覆一層3mm厚的鋼板,增加芯盒的耐磨性和尺寸穩(wěn)定性,芯盒體內(nèi)部的活塊底部制作出直徑?15～20mm漏砂孔,防止散砂把活塊墊起。鑄件芯盒如圖3所示。2造型與芯制造工藝(1)類型與芯砂的結(jié)合舊砂95%+新砂5%+(0.5～0.6)%固化劑+(0.95～1.05)%樹脂。(2)砂型加固和封箱裝復(fù)造型填砂時注意搗固或用手塞實尖角、凹坑處的型砂,上箱面刮平后,用?8～12mm的氣眼針在上箱扎出出氣孔,深度以離模具15～25mm合適。起模時間以20～25min為宜,并注意起模平衡,砂型堆放時用木板中間隔開;合箱時,注意把各個出氣孔打透,不合格的砂型注意修補后再進行流涂,涂料流涂一遍后馬上點燃,然后修整涂料流痕、刮平修光,不合格之處再用涂料刷涂1遍。待砂芯尖砂、毛刺等處修整合格以后,方可流涂涂料。用?4mm封箱泥條進行封箱,合型時注意砂型平衡,不要傾斜、擦砂等造成砂眼缺陷,砂箱緊固時要帶合箱銷操作,緊固完成后再抽出合箱銷。澆口圈上涂料后用封箱膏粘結(jié)封嚴(yán)。合箱完后,認(rèn)真填寫鑄件標(biāo)牌:鑄件名稱、數(shù)量、毛重、澆注注意事項等內(nèi)容。每爐更換一次日期編碼,以便于追溯鑄件質(zhì)量。同時,為了檢查下芯是否到位,特制作下芯卡板一套,用于控制配模過程中因砂芯偏移造成的尺寸偏差等現(xiàn)象。3砂芯的生產(chǎn)(1)根10mm40mm2根放置芯骨?10mm×100mm2根;?10mm×40mm2根;芯骨盡量放置于砂芯斷面中心,不可漏出芯骨。(2)鐵液鉆氣眼扦扎出氣孔8mm共6處。扎出氣孔時,不要扎出砂芯形體之外,以防鐵液鉆氣眼;留出下芯時手部要抓取的凹坑;砂芯修整時注意去除尖砂、破損之處;制作完的砂芯要整齊地排放到砂芯貨架上,按照先制作的砂芯先使用的原則,必要時在砂芯或貨架上寫明制芯日期、時間,以方便使用。4化學(xué)成分的控制和注水技術(shù)(1)w%3.2～3.4C,1.75～2.15Si,0.6～0.9Mn,≤0.14S,≤0.14P。(2)s鐵液溢流量澆注溫度要求1380～1410℃,澆注時間要求為≤45s,鐵液溢流量約為15kg,澆注時注意引氣、擋渣。因為呋喃樹脂砂砂型保溫性能好,鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜,壁厚差別比較大,鑄件打箱時間要大于5h,以免鑄件發(fā)生冷裂缺陷。5澆注系統(tǒng)工藝(1)2006年一季度用此工藝澆注后橋殼體類鑄件3680件,成品鑄件3500件,鑄件合格率大于95%。(2)采用封閉式、大流量,分散進鐵液的澆注系統(tǒng)方法可行。(3)造型、制芯砂配方,以及樹脂、固化劑的加入量要嚴(yán)格控制。(4)采用二次流涂法有效地提高