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煤车轮消失模生产工艺论文
发布时间：
2022-06-01 16:47
来源：
一、产品概述
煤车轮是煤矿产业里一种小型拉煤矿车的行走车轮，外轮廓直径约400mm，壁厚最薄处11mm，属于薄壁件，总结其特点如下：
1. 结构均匀平滑，不存在明显热节部位；
2. 最小壁厚11mm，属于薄壁件；
3. 存在较深的轴承盲孔。
图1 煤车轮白模和矿车
二、材质选择
1、材质选择
根据客户要求，煤车轮选择35#钢进行生产，具体元素含量如下表。
表1: 35#钢材质国标要求
2、化学元素设计
由于煤车轮属于薄壁铸件而且为低碳钢材质所以为了满足消失模工艺要求以及考虑到材质自身强度，C含量取中上限，Si取中上限，Mn取中上限，并且严格控制S、P含量。
表2:35#钢材质设计
三、浇注系统及参数设计
1、浇注系统设计
考虑到煤车轮自身结构和实际生产效率我们采用“背靠背”式立浇方式，直浇道：40*40、横浇道：40*40、内浇口呈楔字型，和铸件接触部分截面积：10*40。
图2 浇注系统设计图
2、浇注参数设计
表3 第一次浇注参数
表4 第二次浇注参数
表5 第三次浇注参数
四、产品质量和过程控制
每次浇注炉内必须进行除渣、脱硫以及脱氧操作，温度低于1690不允许出水；浇包开炉前进行烤包，不得用钢水烫包。
1、第一次浇注
图3：第一次浇注产品
出现问题：主要缺陷是煤车轮轮缘周圈出现裂纹，裂纹位置不一；浇注过程中出现反喷现象。
原因分析：1、材质不达标，C含量偏低；2、图层过厚，未能彻底烘干；
实施措施：1、降低涂层厚度，提高烘干温度，延长烘干时间；2、严格按照材质设计进行熔炼。
2、第二次浇注
图4：第二次浇注产品
出现问题：经过上次一的改善后，材质已达标，不过此次浇注的产品仍存在裂纹，较第一次这次裂纹全部出现在浇注系统垂直方向的最底部。
原因分析：浇注系统垂直方向最底部在埋箱时是距离砂箱底部气室最近的部位，该部位负压抽气量最大，导致该部位最先冷却，在后续冷却中该部位被拉裂。
解决措施：1、降低负压度，以不反喷为基础，负压越小越好；2、煤车轮浇注完后不予保压，降低型砂强度；3、保证快速平稳的浇注速度。
3、第三次浇注
图5：第三次浇注产品
经过两次改善后解决了煤车轮裂纹问题，确定了煤车轮最终生产工艺。
表4煤车轮最终生产工艺参数
五、工艺要点总结
1、必须进行炉内脱氧、脱硫和除渣操作；
2、涂层厚度不能高于1.5mm，烘干时间不低于24h，烘干温度不低于40；
3、开始浇注时负压度不得高于0.035，浇注完成后立即断开不得保压；
4、浇注温度不得低于1590。
5、必须严格按照材质设计标准进行熔炼，尤其是C含量不得低于0.35%。
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