一种平衡轴支架铸件的制备方法与流程

本发明涉及平衡轴支架技术领域，尤其涉及一种平衡轴支架铸件的制备方法。

背景技术：

商用车系列平衡轴支架品种有很多种，产品涉及重、中、轻三个车型，材质均为球铁qt500-7。产品结构基本相似，结构较复杂，壁厚不均，热节较多，难以铸造，特别是底面安装孔所在位置易产生缩松、缩孔缺陷，导致铸件在加工过程中报废，废品率高达30％。这也给机加工带来了困难，内部缩松、缩孔常使钻头折断，孔位超差。

现有的平衡轴支架铸件的铸造方法是：增加补缩冒口，使用铸铁冷铁，但是铸铁冷铁存在密度大、导热和储热能力低、受热膨胀大、易引起铸件局部变形、涂刷性差、热容量集中的铸件近浇口处的冷铁易被融化粘接在铸件上的问题，不能保证平衡轴支架铸件的内在质量。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种平衡轴支架铸件的制备方法。本发明提供的制备方法采用石墨冷铁，使石墨冷铁部位的铁水加快凝固速度，取消补缩冒口，降低了内部缺陷，提高了内在质量。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种平衡轴支架铸件的制备方法，平衡轴支架铸件的制备方法，包括以下步骤：

(1)浇注系统的布置：采用一模一件的结构，在平衡轴支架模型的平衡轴连接部的轴孔端面位置设内浇口，所述内浇口与直浇道连接，所述直浇道的顶部设置浇口杯，在所述平衡轴支架模型的上车架连接部的中间位置设置石墨冷铁安装位置，所述上车架连接部的两端分别设置排渣冒口；

在所述平衡轴支架模型的表面涂刷涂料，得到黄模；

将所述黄模的易产生缺陷位置的涂层剥离，得到待处理位置，将热熔胶涂抹在石墨冷铁表面后，将所得带有热熔胶的石墨冷铁压放在待处理位置，待热熔胶冷却后在涂刷消失模专用涂料，得到模型，所述易产生缺陷位置包括内浇口、石墨冷铁粘结处；

(2)将所述模型依次埋箱造型和浇注，得到所述平衡轴支架铸件。

优选地，所述浇注系统的布置具体包括以下步骤：

1)白模粘接

对白模进行打磨，得到打磨后的白模；

将所述打磨后的白模的待粘结的部位涂刷冷胶后合模，然后在合模缝隙处用美纹胶带粘结，最后用消失模专用修补膏将合模处的缝隙以及模型表面的凹坑填补找平，得到平衡轴支架模型；

在所述平衡轴支架模型的平衡轴连接部的轴孔端面位置切割内浇口；

将所述内浇口、直浇道、过滤网以及浇口杯粘结，形成浇注系统，所述内浇口与直浇道连接，所述直浇道的顶部设置浇口杯，在所述平衡轴支架模型的上车架连接部的中间位置设置石墨冷铁安装位置，所述上车架连接部的两端分别设置排渣冒口；

2)黄膜组装

在所述平衡轴支架模型的表面涂刷涂料，得到黄模；

将所述黄模的易产生缺陷位置的涂层剥离，得到待处理位置，将热熔胶涂抹在石墨冷铁表面后，将所得带有热熔胶的石墨冷铁压放在待处理位置，待热熔胶冷却后在涂刷消失模专用涂料，得到模型，所述易产生缺陷位置包括内浇口、石墨冷铁粘结处。

优选地，所述打磨使用的砂纸为800#或600#。

优选地，所述冷胶为wph冷胶或ab胶。

优选地，所述热熔胶由热熔胶枪融化提供，所述热熔胶枪的融化功率为130～150w。

优选地，所述石墨冷铁的外形尺寸为40*40*120mm。

优选地，所述石墨冷铁在压放前依次经打磨和预热，所述预热的温度为50～55℃，时间为8～10h。

优选地，所述埋箱造型的具体步骤为：

1)加底砂，放置模型：填底砂高度150～200mm，振动15s，振动频率：45hz；将底砂刮成平面，一箱放置2组模型，保证平衡轴支架铸件型腔与水平面倾斜20°～30°，浇口杯处于水平位置；

2)填砂振动：先加砂至80～100mm，振动25s，振动频率：50hz；然后均匀填砂至与直浇道上端平齐，振动50s，振动频率：52hz；

3)覆盖塑料膜，加顶砂：覆盖塑料膜，然后填埋顶砂，厚度大于50mm，将塑料膜压实，保证浇口杯平面高于砂平面20mm，然后将浇口杯顶面的宝珠砂清理干净，用橡皮筋将浇口杯扎紧。

优选地，所述浇注时开浇温度为1490～1510℃，末浇温度不低于1430℃，浇注负压为-0.045～0.055mpa，浇注完毕，保压负压为-0.06～0.07mpa，保压时间为8～10min。

优选地，所述浇注后还包括随流孕育，所述随流孕育使用硅钡钙高效复合孕育剂，所述硅钡钙高效复合孕育剂的用量为铁水质量的0.05～0.06％，所述硅钡钙高效复合孕育剂比铁水提前1～2s进入直浇口。

本发明提供了一种平衡轴支架铸件的制备方法，包括以下步骤：

(1)浇注系统的布置：采用一模一件的结构，在平衡轴支架模型的平衡轴连接部的轴孔端面位置设内浇口，所述内浇口与直浇道连接，所述直浇道的顶部设置浇口杯，在所述平衡轴支架模型的上车架连接部的中间位置设置石墨冷铁安装位置，所述上车架连接部的两端分别设置排渣冒口；

在所述平衡轴支架模型的表面涂刷涂料，得到黄模；

将所述黄模的易产生缺陷位置的涂层剥离，得到待处理位置，将热熔胶涂抹在石墨冷铁表面后，将所得带有热熔胶的石墨冷铁压放在待处理位置，待热熔胶冷却后在涂刷消失模专用涂料，得到模型，所述易产生缺陷位置包括内浇口、黄模内浇口粘结处、石墨冷铁粘结处；

(2)将所述模型依次埋箱造型和浇注，得到所述平衡轴支架铸件。

本发明通过在平衡轴支架铸件易产生缺陷的位置(热节部位)放置石墨冷铁，石墨冷铁与铸铁冷铁的对比：1.物理性能对比：石墨冷铁的密度只有铸铁冷铁的1/4，而其导热和储热能力却是铸铁冷铁的3～4倍，熔点远远高于铁的熔点，受热膨胀也较小，使得两者在造型及激冷过程中有不同的效果；2.使用性能对比：铸铁冷铁：比重大，造型时劳动强度大，翻箱或吊运时易跑偏、滑出；冷铁表面涂刷性差，重量大、热容量集中的铸件近浇口处的冷铁易被融化粘接在铸件上；受热膨胀，引起铸件局部变形；表面易被氧化使铸件形成氧化针孔；使用时要进行除锈、油污和烘烤等准备工作，石墨冷铁：比重小，造型时劳动强度小，翻箱或吊运时不易跑偏、滑出；熔点高，表面可不刷涂料，导热储热能力强，不会粘接在铸件上；热膨胀系数小，相对不易引起铸件局部变形；耐火度高，可有效防止氧化针孔的形成；不存在锈迹，无需烘干，可直接使用；3.使用循环次数：一般铸铁冷铁能使用3～5次，而石墨冷铁能使用1～10次，有些甚至可高达20多次。本发明使用石墨冷铁，能够使石墨冷铁部位的铁水加快凝固速度，取消补缩冒口，使铸件的缩松、缩孔现象大幅减少，同时也提高了铁水利用率，平衡轴支架铸件产品合格率达到了94％～97％，铁水利用率达到了85～88％，年节约成本达到200万元，远优于现有技术合格率为90％，铁水利用率为75％～80％。

进一步地，本发明保证平衡轴支架铸件型腔与水平面倾斜，利于型腔进砂，便于造型，增加了浇注压力，改变凝固顺序，在浇注完成抽负压铁液凝固阶段，使安装石墨冷铁位置的铁液较其他位置更快凝固，减少缩孔倾向。

附图说明

图1为本发明模型的实物图。

具体实施方式

本发明提供了一种平衡轴支架铸件的制备方法，包括以下步骤：

(1)浇注系统的布置：采用一模一件的结构，在平衡轴支架模型的平衡轴连接部的轴孔端面位置设内浇口，所述内浇口与直浇道连接，所述直浇道的顶部设置浇口杯，在所述平衡轴支架模型的上车架连接部的中间位置设置石墨冷铁安装位置，所述上车架连接部的两端分别设置排渣冒口；

在所述平衡轴支架模型的表面涂刷涂料，得到黄模；

将所述黄模的易产生缺陷位置的涂层剥离，得到待处理位置，将热熔胶涂抹在石墨冷铁表面后，将所得带有热熔胶的石墨冷铁压放在待处理位置，待热熔胶冷却后在涂刷消失模专用涂料，得到模型，所述易产生缺陷位置包括内浇口、石墨冷铁粘结处；

(2)将所述模型依次埋箱造型和浇注，得到所述平衡轴支架铸件。

在本发明中，所述浇注系统的布置优选具体包括以下步骤：

1)白模粘接

对白模进行打磨，得到打磨后的白模；

将所述打磨后的白模的待粘结的部位涂刷冷胶后合模，然后在合模缝隙处用美纹胶带粘结，最后用消失模专用修补膏将合模处的缝隙以及模型表面的凹坑填补找平，得到平衡轴支架模型；

在所述平衡轴支架模型的平衡轴连接部的轴孔端面位置切割内浇口；

将所述内浇口、直浇道、过滤网以及浇口杯粘结，形成浇注系统，所述内浇口与直浇道连接，所述直浇道的顶部设置浇口杯，在所述平衡轴支架模型的上车架连接部的中间位置设置石墨冷铁安装位置，所述上车架连接部的两端分别设置排渣冒口；

2)黄膜组装

在所述平衡轴支架模型的表面涂刷涂料，得到黄模；

将所述黄模的易产生缺陷位置的涂层剥离，得到待处理位置，将热熔胶涂抹在石墨冷铁表面后，将所得带有热熔胶的石墨冷铁压放在待处理位置，待热熔胶冷却后在涂刷消失模专用涂料，得到模型，所述易产生缺陷位置包括内浇口、石墨冷铁粘结处。

本发明对白模进行打磨，得到打磨后的白模。在本发明中，所述打磨使用的砂纸优选为800#或600#，所述打磨能够使白模上的飞边、毛刺和凸点打磨掉。

本发明将所述打磨后的白模的待粘结的部位涂刷冷胶后合模，然后在合模缝隙处用美纹胶带粘结，最后用消失模专用修补膏将合模处的缝隙以及模型表面的凹坑填补找平，得到平衡轴支架模型。

在本发明中，所述冷胶优选为wph冷胶或ab胶。

在本发明中，所述涂刷优选为使用毛刷涂刷数次至厚薄均匀无堆积现象。

本发明对所述合模、用美纹胶带粘结以及找平的具体方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式即可。

本发明在所述平衡轴支架模型的平衡轴连接部的轴孔端面位置切割内浇口。

本发明将所述内浇口、直浇道、过滤网以及浇口杯粘结，形成浇注系统，所述内浇口与直浇道连接，所述直浇道的顶部设置浇口杯，在所述平衡轴支架模型的上车架连接部的中间位置设置石墨冷铁安装位置，所述上车架连接部的两端分别设置排渣冒口。

本发明在所述平衡轴支架模型的表面涂刷涂料，得到黄模。本发明对所述涂刷涂料的具体方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式即可。

本发明将所述黄模的易产生缺陷位置的涂层剥离，得到待处理位置，将热熔胶涂抹在石墨冷铁表面后，将所得带有热熔胶的石墨冷铁压放在待处理位置，待热熔胶冷却后在涂刷消失模专用涂料，得到模型，所述易产生缺陷位置包括内浇口、石墨冷铁粘结处。

在本发明中，所述热熔胶优选由热熔胶枪融化提供，所述热熔胶枪的融化功率优选为130～150w。

在本发明中，所述石墨冷铁的外形尺寸优选为40*40*120mm。

在本发明中，所述石墨冷铁在压放前优选依次经打磨和预热，所述预热的温度优选为50～55℃，时间优选为8～10h。

在本发明中，优选将热熔胶涂抹在石墨冷铁的四周及中间位置。本发明对所述热熔胶的用量没有特殊的限定。

图1为本发明模型的实物图。

在本发明中，所述埋箱造型的具体步骤优选为：

1)加底砂，放置模型：填底砂高度150～200mm，振动15s，振动频率：45hz；将底砂刮成平面，一箱放置2组模型，保证平衡轴支架铸件型腔与水平面倾斜20°～30°，浇口杯处于水平位置；

2)填砂振动：先加砂至80～100mm，振动25s，振动频率：50hz；然后均匀填砂至与直浇道上端平齐，振动50s，振动频率：52hz；

3)覆盖塑料膜，加顶砂：覆盖塑料膜，然后填埋顶砂，厚度大于50mm，将塑料膜压实，保证浇口杯平面高于砂平面20mm，然后将浇口杯顶面的宝珠砂清理干净，用橡皮筋将浇口杯扎紧。

在本发明中，所述放置模型时，所述模型的浇口杯距离前后砂箱的边缘的距离优选为40～45cm，距离左右砂箱的边缘的距离优选为25～35cm。

在本发明中，所述浇注时开浇温度优选为1490～1510℃，末浇温度优选不低于1430℃，浇注负压优选为-0.045～0.055mpa，浇注完毕，保压负压优选为-0.06～0.07mpa，保压时间优选为8～10min。

在本发明中，所述浇注时优选对准浇口，控制浇注速度：一慢、二快、三稳，即开始时金属液流量小，等直浇道充满后逐渐加快充型速度，浇注过程中，浇注杯金属液面平稳，无紊流，铁水充满浇口杯，均匀注入，不断流。

在本发明中，所述浇注后优选还包括随流孕育，所述随流孕育使用硅钡钙高效复合孕育剂，所述硅钡钙高效复合孕育剂的用量为铁水质量的0.05～0.06％，所述硅钡钙高效复合孕育剂比铁水提前1～2s进入直浇口。

在本发明中，所述硅钡钙高效复合孕育剂的粒度为0.21～0.85mm。

为了进一步说明本发明，下面结合实例对本发明提供的平衡轴支架铸件的制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

(1)浇注系统的布置：采用一模一件的结构，在平衡轴支架模型的平衡轴连接部的轴孔端面位置设有内浇口，平衡轴支架模型的内浇口与1个直浇道连接，直浇道的顶部设置有浇口杯；在每个平衡轴支架模型上车架连接部的中间位置设置冷铁安装位置，两端分别设置有排渣冒口。

1)白模粘接：具体操作步骤如下

对白模进行打磨，得到打磨后的白模，打磨使用的砂纸为800#，所述打磨能够使白模上的飞边、毛刺和凸点打磨掉。

将所述打磨后的白模的待粘结的部位涂刷wph冷胶(使用毛刷涂刷数次至厚薄均匀无堆积现象)后合模，然后在合模缝隙处用美纹胶带粘结，最后用消失模专用修补膏将合模处的缝隙以及模型表面的凹坑填补找平，得到平衡轴支架模型；

在所述平衡轴支架模型的平衡轴连接部的轴孔端面位置切割内浇口；

将所述内浇口、直浇道、过滤网以及浇口杯粘结，形成浇注系统，所述内浇口与直浇道连接，所述直浇道的顶部设置浇口杯，在所述平衡轴支架模型的上车架连接部的中间位置设置石墨冷铁安装位置，所述上车架连接部的两端分别设置排渣冒口；

2)黄膜组装

在所述平衡轴支架模型的表面涂刷涂料，得到黄模；

将所述黄模的易产生缺陷位置的涂层剥离，得到待处理位置，将热熔胶涂抹在石墨冷铁表面(石墨冷铁的四周及中间位置)后，将所得带有热熔胶的石墨冷铁压放在待处理位置10s，待热熔胶冷却后在涂刷消失模专用涂料，得到模型，所述易产生缺陷位置包括内浇口、石墨冷铁粘结处。热熔胶由热熔胶枪融化提供，融化功率为130w；石墨冷铁的外形尺寸为40*40*120mm；石墨冷铁在压放前依次经打磨和预热，预热的温度为50℃，时间为10h；

(2)埋箱造型：

1)加底砂，放置模型：填底砂高度150mm，振动15s，振动频率：45hz；将底砂刮成平面，一箱放置2组模型，保证平衡轴支架铸件型腔与水平面倾斜20°角，浇口杯处于水平位置；模型的浇口杯距离前后砂箱的边缘的距离为40cm，距离左右砂箱的边缘的距离为25cm；

2)填砂振动：先使用柔性手动加砂装置加砂至80mm，保证无杂物，振动25s，振动频率：50hz；均匀填砂至与直浇道上端平齐，振动50s，振动频率：52hz；

3)覆盖塑料膜，加顶砂：覆盖塑料膜，然后填埋顶砂，厚度大于50mm，将塑料膜压实，保证浇口杯平面高于砂平面20mm，然后将浇口杯顶面的宝珠砂清理干净，用橡皮筋将浇口杯扎紧；

(3)浇注：

1)浇注温度：开浇温度1490℃，末浇温度不低于1430℃；浇注时优选对准浇口，控制浇注速度：一慢、二快、三稳，即开始时金属液流量小，等直浇道充满后逐渐加快充型速度，浇注过程中，浇注杯金属液面平稳，无紊流，铁水充满浇口杯，均匀注入，不断流；

2)浇注负压：-0.045mpa；

3)浇注完毕，保压负压-0.06mpa，保压8min。在本发明中，所述。

浇注后随流孕育，随流孕育使用硅钡钙高效复合孕育剂(粒度为0.21mm)，硅钡钙高效复合孕育剂的用量为铁水质量的0.05％，硅钡钙高效复合孕育剂比铁水提前2s进入直浇口。

本发明使用石墨冷铁，能够使石墨冷铁部位的铁水加快凝固速度，取消补缩冒口，使铸件的缩松、缩孔现象大幅减少，同时也提高了铁水利用率，同时保证平衡轴支架铸件型腔与水平面倾斜，利于型腔进砂，便于造型，增加了浇注压力，改变凝固顺序，在浇注完成抽负压铁液凝固阶段，使安装石墨冷铁位置的铁液较其他位置更快凝固，减少缩孔倾向，平衡轴支架铸件产品合格率达到了94％～97％，铁水利用率达到了85～88％，远优于现有技术合格率为90％，铁水利用率为75％。

平衡轴支架铸件年需求量90000～100000件，单件重量58kg，合格率和铁水利用率均按提高5％计算，合格率年节约费用(4500-5000)*365＝(164.25-182.5)万元，铁水利用率年节约费用(90000-100000)*1.2*2.9＝(31.32-34.8)万元，合计节约(195.57-217.3)万元)。

实施例2

(1)浇注系统的布置：采用一模一件的结构，在平衡轴支架模型的平衡轴连接部的轴孔端面位置设有内浇口，平衡轴支架模型的内浇口与1个直浇道连接，直浇道的顶部设置有浇口杯；在每个平衡轴支架模型上车架连接部的中间位置设置冷铁安装位置，两端分别设置有排渣冒口。

1)白模粘接：具体操作步骤如下

对白模进行打磨，得到打磨后的白模，打磨使用的砂纸为600#，所述打磨能够使白模上的飞边、毛刺和凸点打磨掉。

将所述打磨后的白模的待粘结的部位涂刷wph冷胶(使用毛刷涂刷数次至厚薄均匀无堆积现象)后合模，然后在合模缝隙处用美纹胶带粘结，最后用消失模专用修补膏将合模处的缝隙以及模型表面的凹坑填补找平，得到平衡轴支架模型；

在所述平衡轴支架模型的平衡轴连接部的轴孔端面位置切割内浇口；

将所述内浇口、直浇道、过滤网以及浇口杯粘结，形成浇注系统，所述内浇口与直浇道连接，所述直浇道的顶部设置浇口杯，在所述平衡轴支架模型的上车架连接部的中间位置设置石墨冷铁安装位置，所述上车架连接部的两端分别设置排渣冒口；

2)黄模组装

在所述平衡轴支架模型的表面涂刷涂料，得到黄模；

将所述黄模的易产生缺陷位置的涂层剥离，得到待处理位置，将热熔胶涂抹在石墨冷铁表面(石墨冷铁的四周及中间位置)后，将所得带有热熔胶的石墨冷铁压放在待处理位置5s，待热熔胶冷却后在涂刷消失模专用涂料，得到模型，所述易产生缺陷位置包括内浇口、石墨冷铁粘结处。热熔胶由热熔胶枪融化提供，融化功率为150w；石墨冷铁的外形尺寸为40*40*120mm；石墨冷铁在压放前依次经打磨和预热，预热的温度为55℃，时间为8h；

(2)埋箱造型：

1)加底砂，放置模型：填底砂高度200mm，振动15s，振动频率：45hz；将底砂刮成平面，一箱放置2组模型，保证平衡轴支架铸件型腔与水平面倾斜30°角，浇口杯处于水平位置；模型的浇口杯距离前后砂箱的边缘的距离为45cm，距离左右砂箱的边缘的距离为35cm；

2)填砂振动：先使用柔性手动加砂装置加砂至100mm，保证无杂物，振动25s，振动频率：50hz；均匀填砂至与直浇道上端平齐，振动50s，振动频率：52hz；

3)覆盖塑料膜，加顶砂：覆盖塑料膜，然后填埋顶砂，厚度大于50mm，将塑料膜压实，保证浇口杯平面高于砂平面20mm，然后将浇口杯顶面的宝珠砂清理干净，用橡皮筋将浇口杯扎紧；

(3)浇注：

1)浇注温度：开浇温度1510℃，末浇温度不低于1430℃；浇注时优选对准浇口，控制浇注速度：一慢、二快、三稳，即开始时金属液流量小，等直浇道充满后逐渐加快充型速度，浇注过程中，浇注杯金属液面平稳，无紊流，铁水充满浇口杯，均匀注入，不断流；

2)浇注负压：-0.055mpa；

3)浇注完毕，保压负压-0.07mpa，保压10min。在本发明中，所述。

浇注后随流孕育，随流孕育使用硅钡钙高效复合孕育剂(粒度为0.85mm)，硅钡钙高效复合孕育剂的用量为铁水质量的0.06％，硅钡钙高效复合孕育剂比铁水提前1s进入直浇口。

本发明使用石墨冷铁，能够使石墨冷铁部位的铁水加快凝固速度，取消补缩冒口，使铸件的缩松、缩孔现象大幅减少，同时也提高了铁水利用率，同时保证平衡轴支架铸件型腔与水平面倾斜，利于型腔进砂，便于造型，增加了浇注压力，改变凝固顺序，在浇注完成抽负压铁液凝固阶段，使安装石墨冷铁位置的铁液较其他位置更快凝固，减少缩孔倾向，平衡轴支架铸件产品合格率达到了94％～97％，铁水利用率达到了85～88％，远优于现有技术合格率为90％，铁水利用率为75％。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。