[發明專利]應用V法工藝鑄造低合金鑄鋼汽車橋殼的方法

有效

• 申請號: 200910260181.0
• 申請日: 2009-12-28
• 公開（公告）號: CN101780537A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發明（設計）人: 邵明金;邵長啟;邵明波
• 申請（專利權）人: 臨沂蒙凌鑄鋼有限公司
• 主分類號: B22D25/02
• 分類號: B22D25/02;B22C9/22;B22C9/11
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：本發明專利屬于汽車橋殼鑄造技術領域，涉及一種V法工藝鑄造低合金鑄鋼汽車橋殼的應用。

背景技術：汽車橋殼是汽車上的關鍵承載鑄件，在全國眾多生產汽車橋殼的廠家中，鑄造工藝歸納起來主要有兩種，第一種是水玻璃砂鑄造工藝，這種工藝鑄件清理困難，舊砂一般不能再行利用，工人的勞動強度大，同時，該工藝中應用的水玻璃砂對地下水體造成嚴重的污染；第二種是樹脂砂鑄造工藝，這種工藝需額外添加固化劑，導致材料消耗成本增加，而且對環境有污染，工人的工作環境差，同時，其發氣量大，對鑄件質量也有不利影響。

V法鑄造工藝是一種綠色環保的鑄造工藝，被稱為第三代造型法，它是利用塑料薄膜覆膜造型并密封砂箱，通過真空泵抽出型內的空氣，依靠型腔內外的壓力差使干砂緊實，形成所需型腔的一種物理造型方法，型砂中不加入粘結劑、水和其它附加物，無污染。目前V法在國內發展迅速，工藝日漸成熟，多用于結構簡單的大型鑄件。但是在生產結構較復雜的較大型鑄鋼件時，容易出現各種氣體等缺陷，因此尚未有廠家采用V法工藝鑄造低合金鑄鋼汽車橋殼。傳統上V法工藝中解決氣體缺陷的方法是多開設通氣孔，增大通氣孔及通氣槽的面積以利于排氣與負壓抽氣，但是這些措施在澆注時容易將外部的氣體抽入型腔內，反而增加了氣體缺陷產生的幾率，特別是造成汽車橋殼兩頭法蘭端面的幾何形狀不規則，呈現出氣孔、氣窩和氣槽等缺陷。

發明內容：本發明的目的是應用V法工藝鑄造低合金鑄鋼汽車橋殼，有效地克服現有技術是所存在的上述缺陷。

本申請人同日遞交了一件名稱為“呋喃樹脂砂鑄造鑄鋼汽車橋殼制芯工藝”的專利申請，該制芯工藝的特征是一是采用冷芯盒和呋喃樹脂砂，垂直分兩型；二是每型砂芯使用一根芯骨；三是將橋殼砂芯中部厚大部位的樹脂砂掏空成殼，保留壁厚30-40mm；同時，砂芯兩頭部位在中間開設排氣通道；四是兩型砂芯通過粘結劑粘結組合，橋殼砂芯芯頭部位采用鋼絲扎緊；五是下芯時，用鐵絲通過芯骨將砂芯固定在鑄型上，防止澆注浮芯。工藝過程操作簡便，用砂量少，舊砂回用率高，生產成本低，減輕了砂芯重量，減少了砂芯發氣量，鑄件的成品率高，內腔便于清理。

本發明的方法是在“呋喃樹脂砂鑄造鑄鋼汽車橋殼制芯工藝”及現有V法工藝的基礎上以如下技術方案，實現生產低合金鑄鋼汽車橋殼，其要點是：

(一)材質為公司自主研發的一種低合金鑄鋼；

(二)采用呋喃樹脂砂制芯；

(三)采用干硅砂V法工藝造型；每箱澆注兩件橋殼，模型分為上下兩型，橋殼的中部膨大凸起為上型；造型時負壓控制在0.04-0.06Mpa；

(四)通過運用氣體導引，將砂芯中間的導氣通道的兩端堵塞，橋殼中部砂芯芯頭空窩處設置氣體逸出通道，引導砂芯所產生的氣體流向橋殼中部砂芯芯頭空窩處；

(五)在橋殼中部設置澆道，橋殼厚大部位安放冷鐵、保溫冒口，橋殼軸向上安放多個排氣孔；

(六)采用中注式、開放式澆注系統進行漏包澆注，澆注時負壓控制與造型時一致，澆注溫度掌握在1530-1590℃。

附圖說明：圖1為本發明鑄造工藝的主視圖

圖2為本發明鑄造工藝的俯視圖

具體實施方式：下面結合附圖對本發明方法進行詳細說明：

(一)采用本發明人發明的低合金鑄鋼材料鑄造汽車橋殼，低合金鑄鋼材料的化學成分為：C＝0.30，Si＝0.70，Mn＝1.28，S＝0.029，P＝0.030，Cr＝0.005，Mo＝0.005，Re＝0.10；

(二)采用本發明人申請專利的“呋喃樹脂砂鑄造鑄鋼汽車橋殼制芯工藝”技術制造橋殼砂芯4，涂刷醇基涂料并點燃自干；

(三)采用V法干硅砂造型；砂箱尺寸：上箱1為1850mm×1200mm×350mm，下箱6為1850mm×1200mm×250mm；每箱澆注中橋15和后橋16兩件橋殼，用鋁合金模型，模型分為上模型和下模型，於上箱1內用干硅砂制作中部膨大凸起的橋殼上型2，於下箱6用干硅砂制作橋殼下型5，3為型腔；造型時負壓控制在0.04-0.06Mpa；

(四)使用V法專用涂料，采用噴涂機進行噴涂；

(五)將砂芯4中間的導氣通道8的兩端堵塞，在橋殼中部砂芯芯頭空窩處設置氣體逸出通道7，與上述導氣通道8連通；

(六)在橋殼中部設置與兩件橋殼相通的內澆道10、橫澆道11和直澆道12，橋殼厚大部位安放冷鐵13、保溫冒口9，在橋殼的軸向上排布安放多個排氣孔14；

(七)采用中注式、開放式澆注系統進行漏包澆注；鋼水出爐溫度為1620℃，澆注溫度掌握在1530-1590℃，澆注時負壓控制與造型時一致。

本發明應用V法工藝鑄造低合金鑄鋼汽車橋殼的方法與其它工藝方法相比優點是：不需要額外加入硬化劑等，材料消耗少，生產成本顯著降低，同時也簡化了砂處理，舊砂回收率達95％以上；鑄件表面質量好，減輕了鑄件的清理難度；鑄件輪廓清晰，尺寸精度高，減少了鑄件的加工量；V法工藝在澆注時，砂箱處于真空狀態，有利于金屬液充填型腔，金屬的利用率高，有利于金屬液的補給，鑄造成品率高，提高了經濟效益；造型及澆注過程中產生的微量氣體大都被真空泵抽走，空氣污染小，綠色環保，符合國家環保要求。制芯采用呋喃樹脂冷芯盒自硬砂，芯砂可以再生利用，降低了材料消耗成本，鑄件內腔容易清理，減輕了工人的勞動強度和節約了人力成本，工作環境大為改觀，同時運用氣體導引的方法，將樹脂砂芯所產生的氣流導向橋殼中部砂芯芯頭空窩處，有效地解決了汽車橋殼中的氣體缺陷問題，提高了鑄件的質量。本申請人用本發明方法生產的低合金鑄鋼汽車橋殼，經國家汽車質量監督檢驗中心檢驗，其中值疲勞壽命高，超過110萬次無異常，遠高于80萬次的行業標準；力學性能為σb＝550～600MPa，σs＝355～400MPa，δ＝18～22％，與日本JIS?G5102(1991)標準中的SCW550牌號相近，但是其中的Cr、Mo等元素的含量卻遠低于SCW550牌號，生產成本大大降低，綜合性能也優于同類其它工藝成型的橋殼，使汽車的載重能力和安全性能有了進一步的提高，產品性能優越，市場競爭力強。