[發明專利]球墨鑄鐵轉向節的鑄造方法

有效

• 申請號: 201410117930.5
• 申請日: 2014-03-27
• 公開（公告）號: CN103846392A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 楊友利;耿前程
• 申請（專利權）人: 寧波強盛機械模具有限公司
• 主分類號: B22C9/08
• 分類號: B22C9/08;B22C9/22;C22C37/10
• 代理公司: 寧波市鄞州甬致專利代理事務所(普通合伙) 33228
• 代理人: 代忠炯

技術領域

本發明屬于砂型重力鑄造工藝技術領域，特別涉及一種球墨鑄鐵轉向節的鑄造方法。

背景技術

轉向節是汽車控制系統中非常重要的零部件，其結構形狀比較復雜，壁厚變化比較大，可以說是汽車控制系統中形狀最為復雜、壁厚變化最大的零件，同時轉向節又屬于經常更換的零部件，所以市場需求量比較大，都采用生產線的大批量生產，這也就給該零件的鑄造工藝帶來很大考驗。

目前，轉向節在實際生產中絕大多數采用水平澆注的鑄造工藝，采用該工藝生產有一些缺點，一是生產效率比較低，一般鐵液澆注速度慢多需要10秒以上，甚至20秒或以上才能完成澆注，這樣造成每小時最多能生產120箱產品；二是由于澆注速度慢，鐵液會冷卻較快，造成型腔內填充鐵液的地方不充實，容易出現縮松、縮孔等導致鑄件廢品率比較高，生產成本比較大；三是由于存在縮松、縮孔等鑄造缺陷，會造成鑄件的機械性能欠佳，難以滿足汽車轉向節對汽車速度的要求，還存在一定安全隱患。

發明內容

本發明針對現有技術的上述不足，提供一種澆注速度快，不易出現縮松、縮孔等鑄造缺陷，且生產效率高、鑄件廢品率較低和機械性能更為優良的球墨鑄鐵轉向節的鑄造方法。為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種球墨鑄鐵轉向節的鑄造方法，步驟包括：（a）模具制造；（b）砂型制造；（c）澆注成型；

所述的步驟（b）砂型制造時，以轉向節豎直放置為砂型制造標準；

將轉向節鑄件的澆注系統分為澆口杯（1）、澆口杯下方連接的橫澆道（2）、橫澆道下方連接的直澆道（3），直澆道底端的集渣包（10）和鑄件（6）的形狀構成的鑄件型腔；

直澆道的側壁從上至下依次連接第一內澆道（7.1），第二內澆道（7.2），第三內澆道（7.3）；所述的轉向節鑄件（6）位于橫澆道（2）和第一內澆道（7.1）之間的部位上設有熱冒口（4）；所述的轉向節鑄件位于第一內澆道（7.1）和第二內澆道（7.2）之間的部位、以及與第三內澆道（7.3）連接的相對一側上設有冷冒口（8）；所述的轉向節鑄件與熱冒口和冷冒口上還設有若干排氣片（5）；鑄件各組元截面積比為F_直:F_橫:F_內=1:1.2-1.4:1.35-1.5；

所述的步驟（c）澆注成型時，鐵液的化學成分重量百分比為：碳3.4-3.6%，Si2.0-3.0%，Mn0.3-0.35%，P0.032-0.033%，S0.008-0.01%，余量為鐵；澆注溫度控制在1370-1410℃，澆注時間為5-10秒，最后得到轉向節鑄件。

作為優選，所述的直澆道和內澆道的橫截面為梯形，所述的內澆道的內澆口與梯形橫截面的直澆道的梯形寬底邊所在一側連通；采用上述結構，由于直澆道的橫截面為梯形，位于梯形寬底邊所在一側（與內澆道連通的一側）的鐵液流量大于位于梯形窄底邊一側的鐵液流量，這樣鐵液中的浮渣就會向梯形窄底邊一側流動，而保證處于梯形寬底邊所在一側鐵液中的浮渣量更少，則流入內澆道內的鐵液中的浮渣就會減少，從而保證充型時鑄件中的雜質少，鑄造缺陷率降低。

作為進一步優選，所述的直澆道的梯形橫截面的梯形的上底邊長度設為A，下底邊長度設為B，高設為H；則滿足A：B：H=1:1.5-2:3-3.5；采用上述比例可以保證鐵液中的浮渣最大可能的集中于梯形窄底邊一側，保證流入內澆道和型腔內鐵液的浮渣少；同時也能保證鐵液在直澆道內快速流通充型，提高生產效率。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

1.由于本發明采用了快速垂直澆注的鑄造工藝方案，鐵液在垂直澆注工藝下在重力作用下可以實現快速充型；在5-10秒內即可完成充型，因此，上述快速充型保證鐵液在澆注系統中停留時間短、不易快速冷卻，從而保證型腔內鐵液填充密實，不易造成縮松、縮孔等鑄造缺陷；同時這種快速充型充分提高了生產效率，最高的生產節拍為每小時400箱，大大超過傳統水平澆注的120箱的工作效率；克服了水平澆注中充型能力差的問題，減少了由之產生的諸多鑄造缺陷，如冷隔、澆不足等。

2.本發明采用直澆道和內澆道橫截面為梯形，且直澆道的梯形橫截面的梯形的上底邊長度設為A，下底邊長度設為B，高設為H；則滿足A：B：H=1:1.5-2:3-3.5的技術方案，降低了型腔內鐵液中的雜質含量，從而保證鑄件質量和機械性能；而且實現了鑄件的快速充型與冷卻，使鑄件的內部組織更為精細，鑄件的機械性能也更加穩定，此外由于提高了澆注速度，相應地提高了生產效率，使得生產成本得到大幅降低，進而也提高了產品的市場競爭力。

附圖說明