[發明專利]制造曲軸毛坯的逐次電渣熔鑄工藝

在審

• 申請號: 00129506.3
• 申請日: 2000-09-29
• 公開（公告）號: CN1095408C
• 公開（公告）日: 2002-12-04
• 發明（設計）人: 徐登紅
• 申請（專利權）人: 徐登紅
• 主分類號: B22D23/10
• 分類號: B22D23/10
• 代理公司: 天津市才智有限責任專利代理事務所
• 代理人: 王顕

技術領域

本發明屬于曲軸制造機械領域，特別涉及一種制造曲軸毛坯的逐次電渣熔鑄工藝。

技術背景

曲軸是動力機械的重要部件之一，動力機械產生的動力由它輸出，其質量的優劣直接影響動力機械的使用性能。多年來，人們一直在不斷努力探索曲軸毛坯的制造工藝，以求提高它的機械性能，降低生產成本。

傳統的生產曲軸毛坯的工藝是球墨鑄鐵鑄造和全纖維擠壓鍛造，球墨鑄鐵鑄造工藝的主要缺點是常常出現鑄造缺陷，如球化不良、疏松、氣孔、砂眼、夾雜等，造成機械性能低，使用壽命短；全纖維擠壓鍛造工藝，則需龐大昂貴的鍛壓設備，制造工藝復雜，勞動強度大，生產效率低，成本高，金屬利用率僅達到30％。

為解決曲軸毛坯制造問題，國內一些廠家試圖采用電渣熔鑄工藝生產曲軸毛坯，但因存在成型不良、裂紋和夾渣等缺陷尚未取得成功。

發明內容

本發明的目的旨在提供一種生產曲軸毛坯成型技術，它巧妙地將金屬精煉與成型一步完成，其工藝流程簡單，工藝參數穩定，與同級別產品相比機械性能好、生產成本低。曲軸毛坯的逐次電渣熔鑄工藝，消除了成型不良、裂紋和夾渣的缺陷。

本發明的目的采用如下技術方案實現：

一種制造曲軸毛坯的逐次電渣熔鑄工藝，其特征在于，生產曲軸毛坯由電渣重熔工藝及電渣熔鑄工藝來完成，

電渣重熔工藝：由自耗電極，周邊帶有水冷系的水冷鑄模、渣池、金屬熔池、絕緣板、底水箱構成的電渣重熔裝置制作單個軸頭、軸尾、曲柄銷；其制作工藝依次為：將高溫、高堿度的四元熔渣置入渣池內，上述自耗電極的下端插入渣池內，自耗電極、渣池、金屬熔池、熔鑄件、底水箱、通過短網導線與變壓器形成回路，當電流通過回路時，熔渣放出電阻熱，自耗電極下端被渣池逐漸加熱熔化于鑄模內，在水冷鑄模的冷卻作用下凝固成型曲軸的設定組合單件一軸頭、軸尾及曲柄銷，加工后待用；

將上述過程制造的單件軸頭、軸尾及曲柄銷，采用電渣熔鑄工藝逐次熔鑄成整體曲軸毛坯；在與曲柄臂形狀相符的組合水冷鑄模中型腔A內采用雙極串聯自耗電極、渣池、金屬熔池、通過短網導線與變壓器形成回路構成的電渣熔鑄裝置熔鑄第一曲柄臂，當第一個曲柄臂熔鑄成形時，便把插在組合水冷鑄模相應孔內的曲柄銷和軸頭熔鑄在曲柄臂上；在型腔B內熔鑄第二個曲柄臂時，便把曲柄銷連同另一個曲柄銷熔合在第二個曲柄臂上，待鑄件冷卻后打開組合水冷鑄模，移出鑄件，放在導向軌道小車上，再合上鑄模，并把準備好的單個曲柄銷及已鑄在曲柄臂上的曲柄銷放在相應孔內，繼續熔鑄，這樣依次下去直至整體曲軸毛坯熔鑄完成。

上述的四元熔渣是CaO、MgO、CaF₂及AL₂O₃組合的四元熔渣，其配比為2∶1∶4∶13。

上述的單極自耗電極的電參數匹配為：V/I＝1/2，雙極自耗電極的電參數匹配為V/I＝1/0.7。

上述自耗電極厚度根據渣池深度而設計。

上述的鑄模上內部設有水冷系統，靠近熱源處水流量體積大，遠離熱源處水流量體積小。

本發明的特點是：(1)采用雙極串聯與均衡冷卻技術解決了曲軸毛坯成型問題；(2)采用柔性連接技術解決裂紋問題；(3)改變電參數配比和合理的渣池深度及渣成分配比解決了夾渣問題。

本發明的有益效果是：其熔鑄的產品具有金屬純凈、成分均勻、組織致密、表面光潔的特點。它可以用小功率的熔鑄設備生產出大噸位的曲軸毛坯，工藝流程簡單，工藝參數穩定，金屬結晶方向有利于曲軸受力，綜合機械性能等于或高于同級別全纖維鍛造合金鋼曲軸，疲勞強度是球墨鑄鐵曲軸的2.5倍，安全系數達到1.8，而制造成本比全纖維鍛造曲軸低15％，相當于同級別的球墨鑄鐵曲軸成本，為曲軸毛坯制造技術開辟了一條新的途徑。

附圖說明

下面結合附圖和實施例詳述本發明：

附圖1為電渣重熔原理圖。

附圖2為逐次電渣熔鑄制造曲軸毛坯原理圖。

附圖3為雙極串聯自耗電極熔鑄示意圖。

附圖4為待熔鑄件柔性連接示意圖。

具體實施例為：制造曲軸毛坯的逐次電渣熔鑄工藝，由電渣重熔工藝和電渣熔鑄工藝來完成。