一种皮带轮的无冒口无冷铁铸造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及皮带轮的生产技术领域，特别是一种皮带轮的无冒口无冷铁铸造方法。
【背景技术】
[0002]皮带轮属于盘毂类零件，仅2013年我国皮带轮的产量就超过5.5亿件。作为传动系统的主要配套零件，皮带轮的发展是该行业以及整个工业生产中的重中之重。传统的皮带轮铸造生产中，内浇道仅是采用一般长方形或圆柱形形状设计，该类设计方案不仅不能够形成热压力及温度梯度，还容易造成内浇道散热更快、铁液更先凝固，从而阻挡了后续铁液的流动与补充。同时，传统皮带轮浇注系统设计中均采用带冒口的浇注系统，一般地，冒口设计主要依赖于铸件的形状与工人师傅的经验，意在补充铁液，减少孔洞缺陷。此类设计方案不仅加大了铁液的用量，繁琐后续加工操作，提高生产成本；并且容易从冒口处引入外界杂质与气体，在铸件内部形成夹杂物与气孔缺陷，严重影响铸件的内部质量与工艺出品率。
[0003]冷铁在传统皮带轮铸造工艺设计中也是必然选择，但是冷铁由镀锡或涂敷防粘膜稀浆的低碳钢或线材加工而成，从材质本身就已经限制了冷铁的使用不能多次与高效，这显然不能满足现今高效率的生产模式。此外，冷铁的使用需要工人师傅的经验累积，若使用不当，不但不能细化一次结晶，消除缩孔缩松，而且还会造成温度梯度乱象，凝固顺序紊乱，引起更多的内部缺陷。同时，使用冷铁复杂人工操作，降低生产效率，提高生产成本，不利于经济效益的提尚。
[0004]皮带轮传统的孕育是以低碳当量为基础，保证原铁水具有足够的过冷度为前提，因此不可避免的会出现以下问题:1、铁水流动性差，铸件易产生冷隔、气孔、夹渣等，废品率高。2、收缩大，使铸件易形成缩孔、缩松、裂纹、变形等，废品率高。3、孕育衰退快，过冷倾向大，断面敏感性高，不仅会在铸件薄壁处产生白口，给切削加工带来困难，而且会使铸件厚壁处的强度降低，难以满足机械性能的要求。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种皮带轮的无冒口无冷铁铸造方法，采用无冒口浇注系统设计，根据浇注系统的优化设计，能满足模具内腔的温度梯度与铁液凝固时的顺序，只需要在浇注过程中保证浇注时间的充足和铁液流量的大小，就可以避免冷铁的使用，在不同时期采用不同的孕育方式，加入不同的孕育剂，以达到不同的孕育效果。
[0006]本发明的目的通过以下技术方案来实现:一种皮带轮的无冒口无冷铁铸造方法，包括步骤:
S1、设计浇注系统:根据皮带轮形状，画出红蓝图，再根据红蓝图制作浇注系统，其横浇道设计在轮辐壁较薄的一边，内浇道采用嵌入式搭接在铸件的轮辐外侧； 52、浇注:金属液流在浇包中时，所述的金属液流为铁液，加入占其重量0.3?0.6%的硅铁类孕育剂，在浇注时，随金属液流加入占其重量0.4?0.7%稳定型孕育剂，浇注完成后，冷却至室温，取出皮带轮毛坯；
53、机械加工:按照皮带轮产品的尺寸要求，将皮带轮毛坯进行机械加工，最终加工出符合厂家要求的带槽皮带轮成品。
[0007]所述的步骤SI中，横浇道呈外环形月牙状，且其高宽比值在1.5?2:1之间。
[0008]所述的步骤SI中，内浇道有2或4个，每个内浇道呈前端小、后端大的鸭嘴形扁平状。
[0009]所述的硅铁类孕育剂成分含量为Si:60?65wt%、Al:2?3wt%、Ca:0.75?1.25wt%、Mn:5 ?7wt%、Ba:2 ?3wt%、余量为 Fe。
[0010]所述的稳定型孕育剂成分含量为Si:13?15wt%、Al:1?1.5wt%、Ca:0.8?1.2wt%、Cr:38 ?42wt%、Ti:0.1 ?0.3wt%、Mn:8 ?llwt%、余量为 Fe。
[0011]本发明具有以下优点:
1、本发明的横浇道采用外环形设计，直浇道处于横浇道中间，利于铁液的分流，可消除铁液紊流的倾向；该类横浇道和直浇道设计还能分散热量，避免热量集中造成的热应力缺陷；内浇道采用前端小后端大的鸭嘴形扁平状，该类设计可以人为形成温度梯度，利于后续凝固的顺序要求，并且还可以控制铁液流量，避免铁液进入型腔后发生紊流现象，造成不必要的人为缩孔缩松出现。
[0012]2、本发明不使用冒口，不仅节约铁液用量，减少人工引入的浇注缺陷，提高产品质量，提高产品的工艺出品率，而且还简化了浇注方式，提高了生产效率。
[0013]3、本发明使用了无冷铁的生产工艺，避免冷铁的使用，不仅不需要考虑冷铁形状的设计与工人师傅经验的要求，避免了使用冷铁不当而造成的人为缩孔缺陷，而且还能为厂家节约生产成本，提高产品的质量。
[0014]4、本发明的孕育方式与传统皮带轮的孕育方式不同，本发明的新型孕育方式强调在不同时期加入不同孕育剂，采用不同的孕育方式，可有效使铸铁在凝固时不妨碍石墨化，而在固态转变时又能促使基体形成珠光体，以取得最佳孕育效果。此外，采用多种复合孕育剂，可有效吸取多种孕育剂的长处，避开由于单一孕育剂使用所带来的副作用。复合孕育剂具有石墨形核率高、孕育效果好、抗衰退功能强、用量少、成本低、操作方便等一系列优点。
【具体实施方式】
[0015]下面结合实施例对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
[0016]【实施例1】:
一种皮带轮的无冒口无冷铁铸造方法，包括步骤:
51、设计浇注系统:根据皮带轮形状，画出红蓝图，再根据红蓝图制作浇注系统，其横浇道设计在轮辐壁较薄的一边，横浇道呈外环形月牙状，且其高宽比值为1.5:1，内浇道采用嵌入式搭接在铸件的轮辐外侧，内浇道有2个，每个内浇道呈前端小、后端大的鸭嘴形扁平状；
52、浇注:金属液流在浇包中时，加入占其重量0.3%的硅铁类孕育剂，所述的硅铁类孕育剂成分含量为 S1:60wt%、Al: 3wt%、Ca:0.75wt%、Mn:5wt%、Ba:3wt%、余量为 Fe ;在浇注时，随金属液流加入占其重量0.7%稳定型孕育剂，所述的稳定型孕育剂成分含量为Si:13wt%、Al:lwt%、Ca:0.8wt%、Cr:38wt%、T1:0.lwt%、Mn:8wt%、余量为 Fe，饶注完成后，冷却至室温，取出皮带轮毛坯；
S3、机械加工:按照皮带轮产品的尺寸要求，将皮带轮毛坯进行机械加工，最终加工出符合厂家要求的带槽皮带轮成品。
[0017]实际性能与效果检测:铸件抗拉强度270MPa，皮带轮铸件内部无缩孔缩松，铸件工艺出品率85%。
[0018]【实施例2】:
一种皮带轮的无冒口无冷铁铸造方法，包括步骤:
51、设计浇注系统:根据皮带轮形状，画出红蓝图，再根据红蓝图制作浇注系统，其横浇道设计在轮辐壁较薄的一边，横浇道呈外环形月牙状，且其高宽比值为1.8:1，内浇道采用嵌入式搭接在铸件的轮辐外侧，内浇道有2个，每个内浇道呈前端小、后端大的鸭嘴形扁平状；
52、浇注:金属液流在浇包中时，加入占其重量0.5%的硅铁类孕育剂，所述的硅铁类孕育剂成分含量为 S1:62wt%、Al:2.5wt%、Ca:1.0wt%, Mn:6wt%、Ba:2.5wt%、余量为 Fe ;在浇注时，随金属液流加入占其重量0.4?0.7%稳定型孕育剂，所述的稳定型孕育剂成分含量为 S1:14wt%、Al:1.6wt%、Ca: 1.0wt%、Cr:40wt%、T1:0.2wt%、Mn:10wt%、余量为 Fe，饶注完成后，冷却至室温，取出皮带轮毛坯；
53、机械加工:按照皮带轮产品的尺寸要求，将皮带轮毛坯进行机械加工，最终加工出符合厂家要求的带槽皮带轮成品。
[0019]实际性能与效果检测:铸件抗拉强度290MPa，皮带轮铸件内部无缩孔缩松，铸件工艺出品率90%。
[0020]【实施例3】:
一种皮带轮的无冒口无冷铁铸造方法，包括步骤:
51、设计浇注系统:根据皮带轮形状，画出红蓝图，再根据红蓝图制作浇注系统，其横浇道设计在轮辐壁较薄的一边，横浇道呈外环形月牙状，且其高宽比值为2:1，内浇道采用嵌入式搭接在铸件的轮辐外侧，内浇道有4个，每个内浇道呈前端小、后端大的鸭嘴形扁平状；
52、浇注:金属液流在浇包中时，加入占其重量0.6%的硅铁类孕育剂，所述的硅铁类孕育剂成分含量为 Si: 65wt%、Al:2wt%、Ca: 1.25wt%、Mn:7wt%、Ba:3wt%、余量为 Fe ;在浇注时，随金属液流加入占其重量0.4%稳定型孕育剂，所述的稳定型孕育剂成分含量为S1:15wt%、Al:2.5wt%、Ca:1.2wt%、Cr:42wt%、T1:0.3wt%、Mn:llwt%、余量为 Fe，浇注完成后，冷却至室温，取出皮带轮毛坯；
53、机械加工:按照皮带轮产品的尺寸要求，将皮带轮毛坯进行机械加工，最终加工出符合厂家要求的带槽皮带轮成品。
[0021]实际性能与效果检测:铸件抗拉强度300MPa，皮带轮内部无缩孔缩松，铸件工艺出品率85%。
【主权项】
1.一种皮带轮的无冒口无冷铁铸造方法，其特征在于:包括步骤: 51、设计浇注系统:根据皮带轮形状，画出红蓝图，再根据红蓝图制作浇注系统，其横浇道设计在轮辐壁较薄的一边，内浇道采用嵌入式搭接在铸件的轮辐外侧； 52、浇注:金属液流在浇包中时，加入占其重量0.3?0.6 %的硅铁类孕育剂，在浇注时，随金属液流加入占其重量0.4?0.7%稳定型孕育剂，浇注完成后，冷却至室温，取出皮带轮毛坯； 53、机械加工:按照皮带轮产品的尺寸要求，将皮带轮毛坯进行机械加工，最终加工出符合厂家要求的带槽皮带轮成品。2.根据权利要求1所述的一种皮带轮的无冒口无冷铁铸造方法，其特征在于:所述的步骤SI中，横浇道呈外环形月牙状，且其高宽比值在1.5?2:1之间。3.根据权利要求1所述的一种皮带轮的无冒口无冷铁铸造方法，其特征在于:所述的步骤SI中，内浇道有2或4个，每个内浇道呈前端小、后端大的鸭嘴形扁平状。4.根据权利要求1所述的一种皮带轮的无冒口无冷铁铸造方法，其特征在于:所述的硅铁类孕育剂成分含量为Si:60?65wt%、Al:2?3wt%、Ca:0.75?1.25wt%、Mn:5?7wt%、Ba:2?3wt%、余量为Fe。5.根据权利要求1所述的一种皮带轮的无冒口无冷铁铸造方法，其特征在于:所述的稳定型孕育剂成分含量为Si:13?15wt%、Al:1?2.5wt%、Ca:0.8?1.2wt%、Cr:38?42wt%、T1:0.I ?0.3wt%、Mn:8 ?llwt%、余量为 Fe。
【专利摘要】本发明涉及一种皮带轮的无冒口无冷铁铸造方法，包括步骤：S1、设计浇注系统：根据皮带轮形状，画出红蓝图，再根据红蓝图制作浇注系统；S2、浇注：金属液流在浇包中时，加入占其重量0.3～0.6％的硅铁类孕育剂，在浇注时，随金属液流加入占其重量0.4～0.7％稳定型孕育剂，浇注完成后，冷却至室温，取出皮带轮毛坯；S3、机械加工。本发明的优点在于：流道的结构设计可避免铁液进入型腔后发生紊流现象，造成不必要的人为缩孔缩松出现；提高产品的工艺出品率和生产效率；无冷铁的生产工艺，避免了使用冷铁不当而造成的人为缩孔缺陷；在不同时期加入不同孕育剂，采用不同的孕育方式，可有效吸取多种孕育剂的长处。
【IPC分类】B22C9/28, B22D1/00, B22C9/08
【公开号】CN104942238
【申请号】CN201510371227
【发明人】雷永志
【申请人】四川德恩精工科技股份有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月30日