火车闸瓦消失模铸造工艺.pdf

Feb.2015
Vol 64 No. 2
FOUNDRY
l75
经验交流
火车闸瓦消失模铸造工艺
沈选金
(攀钢集团研究院有公司,钒钛资源综合利用国家重点实验宝,四川攀枝花617000
摘要:简述消失模铸造小批量生产间瓦的铸造工艺流程。包括铸件的成分设计,模样的制作,耐火涂料的组成及配
制,铸件的造型操作及熔炼工艺。经生产验证,铸件的化学成分及组织满足要求,得到了表面质量较好的样品,产
品合格率达到了95%以上。说明采用消失模铸造工艺生产火车间瓦铸件是可行性的,并在实际应用中取得了很好的
效果。
关键词:消失模铸造;化学成分;闸瓦
中图分类号:TG249.5文献标识码:B文章编号:1001-4977(2015)02-0175-03
Lost Foam Casting Technology Research of the Brake Shoe
SHEN Xuan-jin
(Pangang Group Panzhihua Research Institute Co, Ltd, State Key Laboratory of Vanadium and Titanium
Resources Comprehensive Utilization, Panzhihua 617000, Sichuan, China)
Abstract: The casting production process of small batch train brake shoe was introduced, including chemical
composition design, pattern preparation, the composition and preparation of refractory paint, mold making and
melting process. The production trials show that the chemical composition and structure of casting meet the
requirements, the surface quality of the samples is good, the qualified rate of the product reached more than 95%
so the lost foam casting is feasibility to train brake shoe, and good effects was achieved in practical application
Key words: lost foam casting; chemical composition; brake shoe
火车运行过程中需要制动,闻瓦是直接摩擦车轮点是生产成本低、工艺过程简单、并且有利于获得表
使火车停止的制动零件。其工作特点是在列车制动时面质量好、尺寸精确、组织致密的铸件。
直接与钢制车轮形成摩擦副,要求有较大的摩擦系数,
较低的磨耗量,对车轮的磨损小,还要具备较高的强1闸瓦铸件材质
度,防止列车紧急制动时断裂危及行车安全。火车阐
对于大多数铸铁,磷共晶增加其脆性,被认为是
瓦形貌见图1。
有害物质,但磷共晶硬度较高,对提高铸铁的耐蘑性
有利叫。铸铁熔炼过程中加人磷铁可改善铁液流动性,
}》》
一定量的P元素还可在铸件内形成磷共晶组织,提高铸
改善耐热和导热性能。P含量对铸铁耐磨性
图1火车闸瓦外形
22
Fig. I The shape of the Train brake she
传统的闸瓦生产采用普通湿型砂铸造,生产效率
低,环境差,产品合格率较低;铸件的表面质量差
组织疏松、强度低,甚至在紧急制动时有断裂现象。
00.20.40.60.81.01.21.4
本文对火车闸瓦铸造生产工艺进行了改进,制定了干
含磷量/
砂消失模铸造工艺。利用聚苯乙烯泡沫制成铸件模样,
12含磷量对磨损的影响
采用干砂造型,浇注和凝固期间铸型保持负压,其优
Fig. 2 The influence of phosphorus content of wear and tear
收稿日期:2014-10-08收到初稿,2014-10-14收到修订稿。
作者简介:沈选金(1986-),男,助理工程师,主要从事钛及钛合金熔模精密铸造工艺开发研究。E-mail:286264157@gg.comn

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用于铁道车辆刹车闸瓦的含磷铸铁的化学成分
(3)从粘结剂本身的特性和成本综合考虑,无机
(质量分数)范国一般为:2.9%~3.5%C、2.2%~2.6%粘结剂:钠基膨润土;有机粘结剂:白乳胶。
Si、0.5%~1.0%Mn、0.4%~0.7%P。
(4)分散介质是一种调整涂料粘度,并将涂料涂
由图2可以看出,铸铁的磨损量随P含量增加而降上模样的载体。对消失模铸造凃料来说一般选用水。
低,但当P含量增加到一定量时磨损基本不变,而且P
(5)其他组分,按实际需要可以加入消泡剂、防
含量增多也会严重影响铸铁的质量。闸瓦的要求成分腐剂等添加剂。常用消泡剂选用正丁醇,加入量为涂
范围见表1。
料质量分数的0.02%。防腐剂为甲醛溶液,加入量为涂
表1闸瓦成分
料质量分数的0.02%~0.04%。
Table 1 The composition of brake shoe
2.3涂料配制
Mn
P
该工艺采用的涂料分为A、B两种。A涂料的主要
3.20~3.402.,20~2.400.60~0.800.40~0.700.200.300.35
成分为石墨粉,有利于铸件的落砂、清理;B涂料主要
成分为石英粉,保证型壳的耐火度和高温强度。两种
2铸造工艺
涂料配合使用,确保铸件表面质量、成品率等。涂料
火车闸瓦重约15kg,毛坯态可投入使用,要求铸
配比见表2、表3。
件的尺寸形状精度高、内部质量好。采用整体成形能
表2A涂料配比
满足其尺寸形状的要求。火车闻瓦消失模铸造工艺流
Table 2 Proportion of coating
程见图3。
石墨粉石英粉羧甲基纤维素钠(CMC白乳胶钠基膨润士水
30.030.0
1.0~1.5
2.0~3.03.0余量
模样制造?涂挂?模样干?叫模样、浇注系统组装
表3B涂料配比
件请量2如-充守
Table 3 Proportion of coating B
抽真空
石英粉羧甲基纤维素钠(CMC)白乳胶钠基膨润土水
图3闸瓦工艺流程简图
60.0
1.0~1.5
2.0~3.0
3.0
余量
Fig 3 The process flow diagram of brake shoe
闸瓦水基涂料配制过程:先将耐火材料、膨润土、
2.1模样制作
CMC等千料加人混砂机,干混10min,加入粘结剂溶
制模过程中严格控制聚苯乙烯泡沫塑料模样的质液和少许水;湿混20-30min,将湿料倒入桶里,加人
量、尺寸精度和表面粗糙度。为满足研制需求,提高适