论消失模铸造摇枕侧架的可行性.pdf

2013年第6期
造设备与工艺
2013年12月
FOUNDRY EOUIPMENT AND TECHNOLOGY
Dec.20136
消失模与Ⅴ法铸造
论消失模铸造摇枕侧架的可行性
张复文
(重庆汉华汽车零部件制造有限公司,重庆垫江408300)
内容摘要:介绍了消失模铸造俄罗斯的1520mm铁路货车二轴转向架摇枕侧架的试制过程。由于铸件结构
简单易于干砂的填充振实,但干砂填芯在泡沫娆空时容易塌箱,最终采用水玻璃宝珠砂负压娆空工艺。泡沫用
STMMA,烧空时加氧助燃;用冒ロ加外冷铁的方式,控制铸件的凝固顺序。在此次消失模铸造試制摇枕侧架过程
中,多数工艺属首创,虽然已试制出合格产品,但离批量生产尚有距离,部分エ艺参数有待生产实践中修正和调
整
关键词:消失模水玻璃宝珠砂烧空;铸造;浇空负压
中图分类号:TG249文献标识码:B文章编号:1674-6694(2013)06-025-03
产品的铸造特点
现在国内的摇枕侧架,大多用水玻璃砂,树脂
砂,V法等铸造工艺生产。近年来消失模铸造技术的
快速发展,其优越性是显而易见的。我公司在引用
消失模铸造工艺生产机车配件方面大胆尝试,首次
区域19
用消失模铸造试制铸钢摇枕侧架。
B区城
以俄罗斯的1520mm铁路货车二轴转向架摇
枕侧架为试制目标。此产品是大家公认的铸造难度
a)侧架
较大的薄壁売体件。最大外形尺寸:摇枕2590mmx
480mmx46m单重520kg,侧架2413mmx615mm
x4mm单重399ks播枕壁最薄14m,最厚
30mm,最大热节在心盘处100mm侧架壁最薄13mm,
最厚40mm,没有较大热节。
相比国内的转K6摇枕侧架较长,但结构简单。
侧架弹簧承台面内腔没有双层结构,而摇枕关键的
中部也是空腔,只有两端内腔有530mm长的隔板,
b)擔枕
且上面有两个透孔,这样的结构有利于干砂的填充
和振实。
图1摇枕侧架超声波检测区
2用户的质量要求
准有贯穿性缺陷。进行超声波探伤,磁粉探伤检验,
磁粉积聚长度不得超过5mm.摇枕侧架总长度误差
俄罗斯机车配件生产标准比国标高。用户采购
5 mm
的摇枕侧架铸钢牌号与国标ZC20Mn相当,但S、P
铸造标准必须执行俄交通部《OCT32.183
的质量分数≤003%,低于普通铸钢件。必须在-60℃200》的行业标准。
温度下检测试棒冲击韧性,作为验收标准
A区(如图1)不得有裂纹,且长度超过100mm
消失模铸造摇枕侧架的优缺点
深度超过13壁厚的裂纹,不准焊修。其他区域不
消失模铸造摇枕侧架的内腔是一个整体,没有
凸棱,光洁一致,尺寸精度较高,可减少机加工和清
收稿日期:2013-08-04
作者简介:张复文(1965-),男,河南周口市人,铸造技师,主要从事理打磨的工作量。省去制芯,下芯的繁琐工序和复
中频炉嫆炼,消失模铸造工艺。
杂的设备。这是其他几种铸造工艺不能比的。钢水
兔角www.xuecun
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造设各与艺
2013年第6期
在气压作用下充型,充型速度较普通砂型快,铸件
由于消失模铸造的特殊性,将摇枕心盘放侧
密实度高。
面,上下面有4个三角孔,方便内腔填砂。侧架与砂
缺点是摇枕侧架外形较长,薄壁壳体泡沫的强铸相同平放。
度低,在操作过程中易产生变形,裂纹和泡沫残留
在各个孤立的热节上设置外冷铁,因为干砂不
物等缺陷。干砂易流动不易于外冷铁的固定。有些易固定冷铁,尽可能减少外冷铁数目,同时周围覆
内腔的拐角,凸凹部位不易振实,需手工填砂。
盖水玻璃砂加固。摇枕4块冷铁,侧架12块冷铁。
冷铁的厚度是激冷部位的2倍。
4重点的铸造工艺
干砂选用30目~40目的宝珠砂,其人造砂粒
为了提高低温状态下的冲击韧度,使用碱性电较圆,透气性好,中性,粉尘含量低。
弧炉+精炼炉的方式熔炼,在治炼上严格按照俄方
浇注方式:摇枕自心盘面侧下注入,侧架自上
标准执行;同时制定了公司内部化学成分控制标弦梁面侧下注入。开放式浇注系统,其直浇道,横浇
准;以下限控制钢液中非金属夹杂物,有害微量元道,内浇道分别为60mmx60mm,45mx45m,
素和气体的含量;变质处理钢液,细化晶粒,改变非40mm×40mmx4,面积比为1:1.3:23都是4个
金属夹杂物的形态。
内浇道。横浇道与铸件侧面平行,内浇道与铸件底
用STMA发泡模样,冒口和浇道,其密度控制面相平。
在20g/cm3左右。上下模粘合时,严格控制冷胶用
冒口兼顾补缩和烧空泡沫,尽可能分布均匀。
量,缝隙用纸糊平,不用胶带。
摇枕12个冒口,6个明冒口,6个暗冒口,如图3所
上涂料前,把白模固定在框架上(如图2),用框示。侧架9个明冒口,4个暗冒口,如图4。冒口上安
架修正模样的变形量。
40mm×40mm的出气孔,作烧火口,减少冒口接触
白模涂层2.5mm-3mm,浇冒口涂层5mm,涂空气的面积,避免泡沫烧空后空气大量进入,真空
料是公司研发的高强度专用涂料。
度过低,引起塌箱。
1)侧架白模的固定
2)摇枕上涂料
图2摇枕侧架白模的固定与上涂料
图3摇枕出箱
图4侧架装箱前
浇冒口上好后,在接口处刷上涂料重新烘干。
让浇注系统和铸件形成一个封闭的型腔,防止在浇
摇枕内腔放一个ゆ30mm的抽气管。
注过程中浇注系统吸人杂质。浇注时锥形陶瓷浇口
安放浇道,装箱在专用框架上进行,方便操作,
杯下部放泡沫陶瓷过滤钢水,把钢水里的渣子挡在防止白模变形。
直浇道以外。
用底抽气式砂箱,烧空负压不低于0.035MPa.
浇注结東后去掉负压的时间侧架控制在1min浇注温度为1570℃~1590℃比砂铸高10℃左右。
之内,摇枕控制在1.5min之内。去负压后降低砂型浇注时间摇枕40s~50s,侧架308~40s.
的刚度,防止收缩受阻应力过大产生的热裂。
第一次试制浇注4件,3件垮塌,1件成形。
侧架弹簧承台面内腔在装箱前预先填好树脂
其外表面和内腔光洁一致,有大小不同的不规
砂,中间放一根20mm排气管
则表面气孔,无肉眼看到的裂纹。冷铁有不同程度
的位移。下部有渗铁现象。
5试制过程
进行超声波探伤,磁粉探伤,解剖锯切观察,内
5.1前期试制
部有不同程度的弥散性气孔,热节处有气缩孔混合
制定工艺时参考了水玻璃砂铸,V法等铸造工缺陷,冷铁附近有细小裂纹,无夹渣现象。
艺。铸钢摇枕侧架很难做到同时凝固或顺序凝固。
分析其原因:一台30m'的真空泵抽2箱,由于