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消失模铸造工艺开发汽车用鞍式牵引座

发布时间：

2021-10-13 10:50

来源：

关键字：消失模铸造，鞍式牵引座，防变形，QT400-18

汽车牵引座是一种载货牵引汽车用来牵拉半挂车的牵拉件，如图1所示。采用消失模铸造方式进行开发生产，要求大背面的平整度在±1mm，材质QT400-18，含S量在双零级以下，客户材质验收要取本体破坏性试棒，不允许有任何铸造缺陷。

图1 牵引座照片

1铸造工艺

此件类似平板类铸件，按照平板铸件的铸造工艺进行设计，考虑到铸件的大背面是加工面，且铸件伸出的两个翼是非加工的，故铸件将铸件竖立放置，两个翼朝上。为了使金属液在充型过程中大部分金属液处于流动中，故我们选用阶梯式浇注系统。

1.1白区生产

牵引座白模采用20g泡沫珠粒成型，白模上面面积较大，整体结构类似于平板，容易变形，如图2所示，故白区的防变形措施很重要。为保证牵引座大平面的平整度，采用钢架加覆膜砂块的支撑方式，并且因为有钢架支撑故涂刷涂料过程和烘干放置都比较方便。如图3所示。

图2 白模照片

图3 铸件烘干摆放方式

1.2涂料刷涂

第一遍涂料波美度控制在1.6左右，烘干时间不少于10h，第二遍涂料波美度控制在1.7，烘干时间不少于24h，涂料厚度控制在1.0~1.2mm。烘干过程间断性测量模型重量，重量不变时即表示模型已完全烘干。对烘干后的黄模进行修补并使用树脂砂预埋，预埋位置如图4所示，烘干8h后待浇注。

图4待浇注黄模预埋

1.3埋箱造型

埋箱过程，模型向大平面位置稍微倾斜大概10~15度角，便于型砂填充筋板凹槽位置，模型高度中间位置及模型全部没入型砂中分别进行振实，之后覆盖薄膜，安放浇口杯。

1.4金属熔炼

材质：QT400-18，最终成分控制如表1所示，所用原材料及配比，如表2所示。

表1 QT400-18原水及成品成分控制范围

表2 所用原材料及配比

1.5浇注

出炉温度1540~1560℃，浇注温度不低于1420℃，负压0.04MPa，浇注过程随流孕育量0.1%，浇注速度要稳中求快。

2过程及分析

2.1过程关键控制点

2.1.1球化处理

该材质成功与否的关键在于球化处理^[3]，在球化剂孕育剂和球化剂种类选取方面做多次试验，最终确定使用硅钡孕育剂（规格：Si：68%~73%；Ca：1.2%~1.8%；Ba：1.2%~3.0%； Al：1.0%~1.6%）及球化剂牌号为 STFA-6（规格：Si43-46 Mg6.5-6.9 Ca2.1-2.7 Re 1.8-2.2 Al〈1.2），使用不同孕育剂和球化剂所产生的球化效果如图5和图6所示。

图5使用普通硅铁孕育图图6使用硅钡合金孕育图

球化处理方式上最终确定为包内冲入法球化处理，为减缓球化处理开始反应的时间，球化剂和孕育剂表面覆盖厚度15~20mm的铁屑。

2.1.2脱硫处理

为得到双零级以下的低硫含量，熔炼过程采用两次脱硫脱硫处理[4]，铁液熔清后，包内分别添加0.3%的碳酸钠和0.3%的脱硫剂，铁液倒入铁水包进行第一次脱硫后回炉升温，之后再球化处理过程中预先在铁屑覆盖上加入同样数量的碳酸钠及脱硫剂进行第二次脱硫，两次脱硫可使铁液中硫含量由0.02%~0.03%降至0.008%以下。

2.1.3孕育处理

分三次进行孕育处理，包内孕育1%，浮渣孕育0.2%，瞬时孕育0.1%。

浇注结果如图7所示，平面变形量在0.5~1mm，球化率及机械性能都达到客户要求。

图7浇注后成品图

3总结

在牵引座试制过程中，前期工作重点在防止变形上，通过制定专用工装，采用覆膜砂砂块进行校正白模并防止变形解决变形问题。后期工作重点在材质控制方面，主要控制球化和孕育处理，为获得稳定的材质，严格控制熔炼到浇注整个过程各个环节，最终取得稳定的效果，且机械性能达到400-23的效果。

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