一种预防汽车球铁转向器壳体铸件泄漏的铸造工艺的制作方法

本发明涉及铸件铸造技术领域，特别是涉及一种预防汽车球铁转向器壳体铸件泄漏的铸造工艺。

背景技术：

铸造热节是指铁液在凝固过程中，铸件内比周围金属凝固缓慢的节点或局部区域。汽车转向器在铸造成型时一般会产生两类热节，分别是第一热节和第二热节。第一热节位于铸件偏心轴孔以及侧孔附近，第二热节位于下铸件安装轴处。第一热节被称为较大热节，第二热节被称为较小热节，即第二热节处的铁液凝固速度大于第一热节处铁液的凝固速度。

汽车转向器是汽车转向系统的重要组成部分，现有的汽车球铁转向壳体铸件泄漏的铸造工艺形成的铸件，在加工装配试压时常有泄漏现象发生，且比额较大，有时出现大批量泄漏问题。经过多次对泄漏铸件的解剖分析，正常泄漏处均位于铸件热节点附近。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种预防汽车球铁转向器壳体铸件泄漏的铸造工艺。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案如下：

一种预防汽车球铁转向器壳体铸件泄漏的铸造工艺，该铸造工艺采用的模具组件包括上型板模具和下型板模具，所述上型板模具和下型板模具上分别开设有与铸件相匹配的上铸件型块和下铸件型块，所述铸件包括偏心轴孔以及侧孔，所述下铸件的侧边设置有安装轴，所述上型板模具和下型板模具上均设置有浇注系统，所述浇注系统包括浇注口、与浇注口连通的浇注道以及与浇注道连通的冒口，所述上型板模具上的浇注道与上铸件型块连接，所述下型板模具上的浇注道与下铸件型块连接，所述冒口包括溢流冒口、第一补缩冒口和第二补缩冒口，所述溢流冒口位于上型板模具以及下型板模具上形成铸件偏心轴孔处的上端，所述第一补缩冒口位于上型板模具以及下型板模具上形成铸件侧孔开口端的上端，所述第二补缩冒口位于上型板模具以及下型板模具上形成铸件侧孔封闭端的外侧；所述下型板模具上形成铸件安装轴处的外侧均设置有冷铁，所述冷铁与铸件安装轴的形状相匹配；所述上型板模具以及下型板模具上位于铸件内空腔处设置有与空腔形状相匹配的覆膜砂芯；

所述预防汽车球铁转向壳体铸件泄漏的铸造工艺包括以下步骤：

s1：取上型板模具、下型板模具以及配套的砂箱；

s2：先对型板模具进行清理，然后将砂箱盖在上型板模具上，加入潮模砂，震实压紧，之后脱开上型板模具砂箱，形成潮模砂上型腔，同时将砂箱盖在下型板模具上，将冷铁放置在型板模具形成铸件安装轴处的外侧，加入潮模砂，震实压紧后脱开下型板模具砂箱，形成潮模砂下型腔；

s3：将覆膜砂芯放入潮模砂上型腔以及潮模砂下型腔内位于铸件的空腔处，然后将潮模砂上型腔与潮模砂下型腔采用定位长销对接后卡紧，形成型腔；

s4：将铁液从型腔上的浇注口浇注进型腔内，浇注结束后冷却30分钟以上，后用震动落砂将铸件与型砂分离，得到铸件。

进一步地，冷铁的厚度为第二热节的内截圆直径的2-2.5倍。

前所述的一种预防汽车球铁转向器壳体铸件泄漏的铸造工艺，冷铁与铸件的接触面积大于或等于第二热节表面积的二分之一。

前所述的一种预防汽车球铁转向器壳体铸件泄漏的铸造工艺，第一补缩冒口和第二补缩冒口均为热冒口。

前所述的一种预防汽车球铁转向器壳体铸件泄漏的铸造工艺，s4中浇注温度为1360-1480℃。

前所述的一种预防汽车球铁转向器壳体铸件泄漏的铸造工艺，s4中浇注时间控制在18-22s。

本发明的有益效果是：

（1）本发明在转向器壳体铸件的铸造过程中，由于冒口位于模具上第一热节附近，在铸件充型凝固过程中冒口可对型腔内铁液液态收缩以及第一次体收缩时进行冒口瞬时补给，避免热节处形成气缩孔缺陷，在充型结束，球铁石墨膨胀时冒口颈封闭，石墨膨胀压力对铸件的热节处进行自补缩；利用铁液充型凝固过程中冒口对汽车转向器壳体内部的铁液补充以及铸件凝固过程中石墨膨胀产生的自补缩来克服铸件热节处形成气缩孔的缺陷，有效地避免了铸件泄漏，保证了铸件的质量；

（2）本发明的在转向器壳体的铸造过程中，在模具的第二热节附近设置有冷铁，在铸件成型的过程中可促进铸件安装轴处铁液的冷却，使该处与转向器壳体上其余壁薄的位置同时均匀凝固，从而将气缩孔缺陷处向冒口处逼近，使气缩孔缺陷位置处于冒口可作用的范围内，从而通过冒口来克服气缩孔的缺陷；

（3）本发明中冷铁的厚度为第二热节的内截圆直径的2-2.5倍，冷铁的冷却面积大于或等于第二热节表面积的二分之一，保证了第二热节处于其他薄壁处同时均匀冷却，使气缩孔缺陷处被逼近至冒口可作用的范围内；

（4）本发明采用覆膜砂芯取代了原工艺放置在铸件内部的冷铁，避免内置冷铁导致铸件内放置冷铁的部位过冷，从而严重影响铸件的切削性能；另外，由于冒口设计以及铁液的自补缩，可消除原放置冷铁部位的气缩孔缺陷，从而在避免铸件泄漏的同时保证了铸件的切削性能。

附图说明

图1为汽车转向器壳体铸件的结构示意图；

图2为冷铁与汽车转向器壳体铸件的位置关系示意图；

图3为下型板模具的结构示意图；

图4为覆膜砂芯的结构示意图。

其中：1、下型板模具；2、偏心轴；3、侧孔；4、安装轴；5、浇注口；6、浇注道；7、溢流冒口；8、第一补缩冒口；9、第二补缩冒口；10、冷铁；11、覆膜砂芯；12、铸件。

具体实施方式

为使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施方式并结合附图，对本发明作出进一步详细的说明。

本实施例提供了一种预防汽车球铁转向器壳体铸件12泄漏的铸造工艺，该铸造工艺采用的模具组件包括上型板模具、下型板模具1以及配套的砂箱及冷铁10。

如图1,2所示，转向器壳体铸件12由上型板模具形成的空腔与下模板模具形成的空腔浇注而成，铸件12内设置有偏心轴2孔以及侧孔3。在下铸件12的侧边设置有五个安装轴4，加工后与汽车转向器壳座拼接。

上型板模具和下型板模具1上分别开设有与汽车转向器壳体铸件12相匹配的上铸件型块和下铸件型块。如图3所示，上型板模具和下型板模具1上均设置有浇注系统，浇注系统包括浇注口5、与浇注口5连通的浇注道6以及与浇注道6连通的冒口。上型板模具上的浇注道6通过冒口与上铸件型块连接，下型板模具1上的浇注道6通过冒口与下铸件型块连接。冒口包括溢流冒口7、第一补缩冒口8和第二补缩冒口9，第一补缩冒口8和第二补缩冒口9均为热冒口。溢流冒口7位于上型板模具以及下型板模具1上形成铸件12偏心轴2孔处的上端，第一补缩冒口8位于上型板模具以及下型板模具1上形成铸件12侧孔3开口端的上端，第二补缩冒口9位于上型板模具以及下型板模具1上形成铸件12侧孔3封闭端的外侧。

下型板模具1上形成铸件12安装轴4处的外侧均设置有冷铁10，如图2所示，冷铁10与铸件12安装轴4的形状相匹配，且冷铁10的厚度为第二热节内截圆直径的2-2.5倍，冷铁10的与铸件12的接触面积大于或等于第二热节表面积的二分之一。

上型板模具以及下型板模具1上位于铸件12内空腔处设置有与空腔形状相匹配的覆膜砂芯11，如图4所示。

本实施例提供的一种预防汽车球铁转向器壳体铸件12泄漏的铸造工艺包括以下步骤：

s1：取上型板模具、下型板模具1以及配套的砂箱；

s2：先对型板模具进行清理，然后将砂箱盖在上型板模具上，加入潮模砂，震实压紧，之后脱开上型板模具砂箱，形成潮模砂上型腔，同时将砂箱盖在下型板模具1上，将冷铁10放置在下型板模具1形成铸件12安装轴4处的外侧，加入潮模砂，震实压紧后脱开下型板模具1砂箱，形成潮模砂下型腔；

s3：将覆膜砂芯11放入潮模砂上型腔以及潮模砂下型腔内位于铸件12的空腔处，然后将潮模砂上型腔与潮模砂下型腔采用定位长销对接后卡紧，形成型腔；

s4：将铁液从型腔上的浇注口5浇注进型腔内，浇注温度控制在1360-1480℃之间，浇注时间控制在18-22s内。浇注结束后冷却30分钟以上，后用震动落砂将铸件12与型砂分离，得到铸件12。

传统的铸造工艺生产中，多则20-30%，少则在10%左右铸件12加工后试压渗漏，采用本发明提供的铸造工艺生产出铸件12通过电镜检查和试压验证，不管是原放内表面冷铁10厚实部位还是其他热节点部位均没有发现再有渗漏现象。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式；凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。