一种轮毂的铸造工艺的制作方法

本发明属于铸造领域，具体涉及一种轮毂的铸造工艺。

背景技术：

轮毂为推土机终传动部件中零件，连接齿圈和链轮，保证行走系统的正常运转。现由于轮毂法兰盘根部铸造缩松及裂纹造成轮毂断裂导致推土机瘫痪，影响正常使用；轮毂退火组织中魏氏组织超标，后续调质处理难以消除，导致调质后铁素体成片状甚至块状，造成极大质量隐患。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决上述技术问题，提供一种轮毂的铸造工艺。

本发明通过以下技术方案实现的：

一种轮毂的铸造工艺，包含以下几个步骤：

(1)模样的设计：轮毂浇注系统、砂芯、冒口及冷铁的设计。

(2)砂型制作：造型采用钠水玻璃砂CO2法，造芯采用自硬冷芯盒法，得到砂型，砂型内腔涂敷耐火涂料，放置在烘干炉中，烘干温度为400-450℃，烘干时间为20-25min，冷却至150-200℃备用。

(3)熔炼：采用中频感应电炉(1000-3000Hz)熔炼，将废钢加入电炉中，待升温1600-1650℃，加入硅铁、锰铁，保温20-25min得到钢液。钢液的化学成分：C含量0.40-0.47％，Si含量0.30-0.80％，Mn含量0.7-1.4％，P含量小于0.035％，S含量小于0.035％，Cu含量小于0.30％，Ni含量小于0.30％，Cr含量小于0.30％，Mo含量小于0.30％，其余为Fe。

(4)浇注：将步骤(3)得到的钢液浇注到步骤(2)中砂型中，浇注温度为1510-1550℃，浇注时间为18-20s，打箱时间为8h后。

(5)冷却：打箱冷却后常温，落砂清理铸件，抛丸后得到轮毂铸件。

(6)退火：加热至600-650℃，恒温1h，再次升温840-860℃，恒温4h，停止加热随炉冷却至200℃出炉。

所述的一种轮毂铸造工艺，所述轮毂浇注系统的设计：直浇口1个，尺寸φ40mm；横浇口1个，尺寸45×34×45(mm)；内浇口1个；尺寸：55×45×40(mm)。

所述的一种轮毂铸造工艺，所述轮毂砂芯设计：砂芯中间设置气道，尺寸φ20mm；砂芯中下部设置防裂孔，造芯时放入泡塑气化模，尺寸60×90×90(mm)。

所述的一种轮毂铸造工艺，所述轮毂冒口及冷铁设计：冒口1个：φ285×φ330×200(mm)，冒口气道4个均匀分布在轮毂冒口之上，尺寸φ50mm；外置冷铁4块均匀分布在轮毂法兰端内孔砂芯中。

所述的一种轮毂铸造工艺，所述CO2-钠水玻璃砂为石英砂加入一定量粘土砂、粘土(质量分数：3～6％)，膨润土(质量分数：1～3％)，石棉粉(质量分数：5％)，木屑(质量分数：1.5％)，钠水玻璃(质量分数：4.5～8.0％)，水(质量分数：10-15％)。

所述的一种轮毂铸造工艺，所述自硬冷芯盒法为硅砂中加入芳基磺酸(质量分数：0.3-0.5％)，呋喃树脂(质量分数：1.5-2％)。

所述的一种轮毂铸造工艺，所述硅铁(质量分数：0.3-0.5％)和锰铁(质量分数：0.7-1％)。

所述的一种轮毂铸造工艺，所述退火工艺以大于70℃/h的速率加热至600-650℃，恒温1h；以大于100℃/h的速率升温至840-860℃，恒温4h；停止加热随炉冷却至200℃后出炉。

本发明的有益效果是解决了轮毂退火组织不达标，解决了轮毂法兰盘根部铸造缩松及裂纹质量问题，保障了轮毂的使用性能。

附图说明

图1是本发明提供的一种轮毂铸造工艺示意图。

图2是本发明提供的一种轮毂退火工艺图。

其中，附图标记说明如下：1、直浇道，2、冒口气道，3、冒口，4、砂芯气道，5、砂芯，6、铸件，7、横浇道，8、内浇道，9、冷铁，10、防裂孔。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

本实施例中，一种轮毂的铸造工艺，包含以下几个步骤：

(1)模样的设计：轮毂浇注系统的设计，直浇口1个，尺寸φ40mm；横浇口1个，尺寸45×34×45(mm)；内浇口1个；尺寸：55×45×40(mm)；轮毂砂芯设计：砂芯中间设置气道，尺寸φ20mm；砂芯中下部设置防裂孔，造芯时 放入泡塑气化模，尺寸60×90×90(mm)；轮毂冒口及冷铁设计：冒口1个：φ285×φ330×200(mm)，冒口气道4个均匀分布在轮毂冒口之上，尺寸φ50mm；外置冷铁4块均匀分布在轮毂法兰端内孔砂芯中。

(2)砂型制作：造型采用钠水玻璃砂CO2法，石英砂100份，粘土砂、粘土3份，膨润土1份，石棉粉5份，木屑1.5份，钠水玻璃5份，水10份，混砂时间为8分钟；造芯采用自硬冷芯盒法，硅砂100份，呋喃树脂1.5份，芳基磺酸0.3份，首先加入芳基磺酸，直到完全包覆砂子后再加入呋喃树脂，混砂时间为10分钟。得到砂型，砂型内腔涂敷耐火涂料，放置在烘干炉中，烘干温度为400℃，烘干时间为25min，冷却至150℃备用。

(3)熔炼：采用中频感应电炉(1000-3000Hz)熔炼，将废钢加入电炉中，待升温1600℃，加入硅铁为钢液的质量分数0.3％、锰铁为钢液的质量分数0.7％，保温20min得到钢液。钢液的化学成分：C含量0.42％，Si含量0.42％，Mn含量0.85％，P含量0.025％，S含量0.025％，Cu含量0.01％，Ni含量0.05％，Cr含量0.03％，Mo含量0.02％，其余为Fe。

(4)浇注：将步骤(3)得到的钢液浇注到步骤(2)中砂型中，浇注温度为1510℃，浇注时间为18s，打箱时间为8h后。

(5)冷却：打箱冷却后常温，落砂清理铸件，抛丸后得到轮毂铸件。

(6)退火：以70℃/h的速率加热至610℃，恒温1h；以100℃/h的速率升温至845℃，恒温4h；停止加热随炉冷却至200℃后出炉。

实施例2

本实施例中，一种轮毂的铸造工艺，包含以下几个步骤：

(1)模样的设计：轮毂浇注系统的设计，直浇口1个，尺寸φ40mm；横浇口1个，尺寸45×34×45(mm)；内浇口1个；尺寸：55×45×40(mm)；轮毂砂芯设计：砂芯中间设置气道，尺寸φ20mm；砂芯中下部设置防裂孔，造芯时放入泡塑气化模，尺寸60×90×90(mm)；轮毂冒口及冷铁设计：冒口1个：φ285×φ330×200(mm)，冒口气道4个均匀分布在轮毂冒口之上，尺寸φ50mm；外置冷铁4块均匀分布在轮毂法兰端内孔砂芯中。

(2)砂型制作：造型采用钠水玻璃砂CO2法，石英砂100份，粘土砂、粘土5份，膨润土2份，石棉粉5份，木屑1.5份，钠水玻璃6份，水12份，混砂时间为10分钟；造芯采用自硬冷芯盒法，硅砂100份，呋喃树脂1.8份，芳基磺酸0.4份，首先加入芳基磺酸，直到完全包覆砂子后再加入呋喃树脂，混 砂时间为12分钟。得到砂型，砂型内腔涂敷耐火涂料，放置在烘干炉中，烘干温度为420℃，烘干时间为23min，冷却至180℃备用。

(3)熔炼：采用中频感应电炉(1000-3000Hz)熔炼，将废钢加入电炉中，待升温1630℃，加入硅铁为钢液的质量分数0.4％、锰铁为钢液的质量分数0.8％，保温22min得到钢液。钢液的化学成分：C含量0.45％，Si含量0.52％，Mn含量1.1％，P含量0.015％，S含量0.01％，Cu含量0.05％，Ni含量0.04％，Cr含量0.08％，Mo含量0.06％，其余为Fe。

(4)浇注：将步骤(3)得到的钢液浇注到步骤(2)中砂型中，浇注温度为1530℃，浇注时间为19s，打箱时间为8h后。

(5)冷却：打箱冷却后常温，落砂清理铸件，抛丸后得到轮毂铸件。

(6)退火：以80℃/h的速率加热至630℃，恒温1h；以120℃/h的速率升温至850℃，恒温4h；停止加热随炉冷却至200℃后出炉。

实施例3

本实施例中，一种轮毂的铸造工艺，包含以下几个步骤：

(1)模样的设计：轮毂浇注系统的设计，直浇口1个，尺寸φ40mm；横浇口1个，尺寸45×34×45(mm)；内浇口1个；尺寸：55×45×40(mm)；轮毂砂芯设计：砂芯中间设置气道，尺寸φ20mm；砂芯中下部设置防裂孔，造芯时放入泡塑气化模，尺寸60×90×90(mm)；轮毂冒口及冷铁设计：冒口1个：φ285×φ330×200(mm)，冒口气道4个均匀分布在轮毂冒口之上，尺寸φ50mm；外置冷铁4块均匀分布在轮毂法兰端内孔砂芯中。

(2)砂型制作：造型采用钠水玻璃砂CO2法，石英砂100份，粘土砂、粘土6份，膨润土3份，石棉粉5份，木屑1.5份，钠水玻璃8份，水15份，混砂时间为12分钟；造芯采用自硬冷芯盒法，硅砂100份，呋喃树脂2份，芳基磺酸0.5份，首先加入芳基磺酸，直到完全包覆砂子后再加入呋喃树脂，混砂时间为15分钟。得到砂型，砂型内腔涂敷耐火涂料，放置在烘干炉中，烘干温度为450℃，烘干时间为20min，冷却至200℃备用。

(3)熔炼：采用中频感应电炉(1000-3000Hz)熔炼，将废钢加入电炉中，待升温1650℃，加入硅铁为钢液的质量分数0.5％、锰铁为钢液的质量分数1.0％，保温25min得到钢液。钢液的化学成分：C含量0.43％，Si含量0.63％，Mn含量1.3％，P含量0.023％，S含量0.026％，Cu含量0.1％，Ni含量0.12％，Cr含量0.18％，Mo含量0.12％，其余为Fe。

(4)浇注：将步骤(3)得到的钢液浇注到步骤(2)中砂型中，浇注温度为1550℃，浇注时间为20s，打箱时间为8h后。

(5)冷却：打箱冷却后常温，落砂清理铸件，抛丸后得到轮毂铸件。

(6)退火：以90℃/h的速率加热至650℃，恒温1h；以110℃/h的速率升温至860℃，恒温4h；停止加热随炉冷却至200℃后出炉。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。