一种生产汽车工字前轴的熔模精密铸造工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车工字前轴的生产加工工艺，特别是一种生产汽车工字前轴的熔模精密铸造工艺。
【背景技术】
[0002]汽车工字前轴(以下简称前轴)是汽车承载的重要安全件。目前国内各生产厂家的前轴产品，都是采用锻造工艺，将45#钢锻造成前轴毛坯，经热处理、金加工而成，其设备投资、模具投资成本较高，且开发新品种的速度较慢、投资较大。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种生产汽车工字前轴的熔模精密铸造工艺，它不仅可大大降低设备投资、模具投资，从而降低生产成本，而且开发新品种速度快、投资少。
[0004]本发明采用的技术方案是:一种生产汽车工字前轴的熔模精密铸造工艺，它是按照以下工艺步骤顺序制备:
[0005](1)根据汽车工字前轴毛坯形状制作蜡模:包括依次进行的注蜡、蜡模定型、蜡模修补和检验、蜡模组焊及焊接浇帽口工序；
[0006](2)制作模壳:①先在步骤(1)加工制得的蜡模表面进行数道的涂抹涂料、撒砂并使涂料硬化的模壳初步成形工序，②接着进行脱蜡，使模壳与蜡模分离，形成单独的模壳；
[0007](3)焙烧步骤⑵制备的模壳；
[0008](4)在制作好炉衬后，根据熔炼后钢水所要达到的化学成分要求和熔炼过程的烧损率，计算出熔炼前炉料所要达到的化学成分要求，之后对用于炼钢的炉料成分进行分析检测和配比，从而选用适当配比的炉料和添加剂进行钢水熔炼；当炉料熔炼成液相时，对钢水的化学成分进行炉前分析，若钢水达到规定的化学成分要求，则加入预脱氧剂锰铁
0.8-1.0%和硅铁0.3-0.5%,继续进行熔炼，若钢水未达到规定的化学成分要求，则加入使其达到规定化学成分的必要添加剂及上述的预脱氧剂；当熔炼温度达到1800-200°C时，钢水出炉入浇包，在入浇包前在浇包中先加入0.08%铝用以对钢水终脱氧；最后将钢水浇注入步骤(3)焙烧好的模壳内；以上百分比为质量百分比；
[0009](5)将步骤(4)浇注成型的汽车工字前轴铸件脱去模壳，进行清砂和割浇冒口 ；
[0010](6)对步骤(5)加工好的铸件进行打磨修整和检验；
[0011](7)对步骤(6)加工好的铸件进行调质热处理；
[0012](8)对步骤(7)加工好的铸件进行校正和喷丸处理；
[0013](9)对步骤(8)加工好的铸件进行金属切削加工处理。
[0014]优选地，所述蜡模的制备原料重量份为:抗静电剂0.05%，光吸收剂0.3%，表面活性剂0.7 %，石蜡58.95 %，硬脂酸40 %。
[0015]优选地，(1)制作模壳时，蜡模表面的涂料层由里至外依次由一层面层、三层过渡层和一层加强层组成，各涂料层的原料重量份数配比和工艺要求如下:
[0016]①面层:水玻璃2份，9#石英粉1.5-2份，脱脂剂0.3份，除泡剂0.08份，以粘度计滴漏时间确定的粘度50秒，硬化时间35-40分钟，风干时间为夏天30-50分钟、冬天80-100分钟；其中水玻璃的密度为1.27-1.29克/厘米3;
[0017]②过渡层:水玻璃2份，9#石英粉1.2-1.5份，以粘度计滴漏时间确定的粘度10-15秒，硬化时间10-25分钟，风干时间与面层相同；其中水玻璃的密度为1.29-1.31克/
厘米3;
[0018]③加强层:水玻璃2份，8#石英粉0.6份，回制的8#石英粉0.4份，以粘度计滴漏时间确定的粘度20-50秒，硬化时间为夏天20-30分钟、冬天120分钟，风干时间与面层相同；其中水玻璃的密度为1.34-1.36克/厘米3;
[0019](2)制作模壳时的涂抹涂料、撒砂并使涂料硬化的过程是按照以下步骤顺序进行的:
[0020]①根据所涂涂料层，按本权利要求(1)款中相应涂料层的相关工艺要求，调整水玻璃，使其达到规定值；
[0021]②根据所涂涂料层，按本权利要求(1)款中相应涂料层的相关工艺要求，称取水玻璃和石英粉倒入涂料缸内；
[0022]③开动搅拌机搅拌，直至涂料中无干粉团块为止；
[0023]④初测涂料粘度，如果是面层涂抹涂料，还需按本权利要求(1)款的要求加入脱脂剂和除泡剂；
[0024]⑤调整涂料粘度至本权利要求(1)款中粘度规定范围后，继续搅拌20分钟以上；
[0025]⑥搅拌好的涂料要放置4小时后，使水玻璃和石英粉料进一步润湿、气泡浮逸出后才可使用；
[0026]⑦蜡模浸涂料，按照以下步骤和要求依次进行:
[0027]a.控制蜡模浸入涂料的角度和速度，以蜡模浸时不折断和压脱蜡模、涂料易进入孔洞又不易在拐角处引起气泡为原则；
[0028]b.蜡模浸入涂料后，轻轻地上下移动和来回转动；
[0029]c.提起蜡模，避免蜡模从浇口棒上脱落；
[0030]d.对于蜡模上的气泡用小油笔点破，并加涂覆涂料；
[0031]e.提起蜡模后，光让涂料淌滴，接着边转动，边上下调转，使涂料能均匀地包覆在蜡模表面；
[0032]⑧撒砂，包括以下步骤和要求:
[0033]a.撒砂时使蜡模不断来回转动和上下倒置，使涂料和砂粒分布均匀，防止漏撒；
[0034]b.撒砂完毕抖掉多余砂粒；
[0035]c.撒砂必须动作快捷，以免菱角边缘的涂料自干而粘不上砂粒，在夏季或水玻璃模数高时尤为重要；
[0036]d.其中加强层的撒砂配比为:回制的3#石英砂80%+3#石英砂20%，其中3#石英砂的目数为5/8 ；
[0037]⑨涂料硬化，包括以下步骤和要求:
[0038]a.将撒过砂的蜡模吊浸入放有硬化剂的硬化池中，使涂层表面立即和水玻璃发生硬化反应，产生的二氧化硅胶体将石英砂和粉料牢固地粘结在一起；
[0039]b.硬化时间参照本权利要求(1)款；
[0040]c.经常翻动蜡模以保证各部位均匀浸润；
[0041]⑩风干，包括以下步骤和要求:
[0042]a.提起蜡模后，停留数秒钟，让硬化剂流淌回硬化池后，再放置在架上或地上；
[0043]b.开排风扇吹干水份；
[0044]c.风干时间参照本权利要求⑴款，使模壳表面达到“不白不湿”的程度；
[0045]d.若模壳表面发“白”，需喷或浸水润湿后才可浸涂下一层涂料；
[0046]e.若模壳底部有液滴存留时，加长风干时间；
[0047]f.加强层涂料结完时，在模壳槽内加一根钢筋，并用细铁丝缠牢，以增强模壳强度；
[0048]将风干好的模组重复上述涂料、撒砂、硬化、风干各工序，直至结壳5层后，最后浸涂料以防止掉砂；结壳完毕后，放置8个小时以上才进行下一步脱蜡；
[0049](3)脱蜡，使模壳与蜡模分离，形成单独的模壳的过程是按以下步骤顺序进行的:
[0050]①向脱蜡池中加入占池容量约3/4的清水，并加入占水重量6?8%的氯化氨，将水加热，水温控制在90±5°C范围内；
[0051]②去除蜡模模壳上的砂粒后，将带模壳的蜡模排列在吊篮内；
[0052]③在水温达90?95°C时，将吊篮放入池内；
[0053]④待浇口杯内的蜡模模料熔化后，取出之前焊接在蜡模上用于形成浇帽口的木棒，待浇口杯内不再有持续的白色蜡珠上浮时，将吊篮提起；
[0054]⑤模壳提出脱蜡池时，一边摇晃一边倒出其中的水和浮蜡，再罐入热水冲洗，最后将模壳倒放在干净地面上；
[0055]⑥将脱完蜡的模壳放置8小时以上，才进行下一步焙烧。
[0056]本发明的优点和有益效果在于:较之已有技术而言，本发明由于创造性地采用熔模精密铸造工艺生产汽车工字前轴毛坯铸件，再对毛坯铸件进行热处理、金加工以制成产品，因此具有以下优点:(1)可大大降低设备投资、模具投资，从而降低生产成本；(2)开发新品种速度快、投资少，采用其它方法开发新品种的时间大约在半年至一年，模具费20万元以上，而利用本发明开发新产品的时间〈3个月，械具费〈0.5万元；(3)产品质量良好，具有更高的抗弯曲强度和抗疲劳寿命。
【具体实施方式】
[0057]下面结合实施例对本发明的【具体实施方式】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。
[0058]—种生产汽车工字前轴的熔模精密铸造工艺，它是按照以下工艺步骤顺序制备:
[0059](1)根据汽车工字前轴毛坯形状制作蜡模:包括依次进行的注蜡、蜡模定型、蜡模修补和检验、蜡模组焊及焊接浇帽口工序；
[0060](2)制作模壳:①先在步骤⑴加工制得的蜡模表面进行数道的涂抹涂料、撒砂并使涂料硬化的模壳初步成形工序，②接着进行脱蜡，使模壳与蜡模分离，形成单独的模壳；
[0061](3)焙烧步骤⑵制备的模壳；
[0062](4)在制作好炉衬后，根据熔炼后钢水所要达到的化学成分要求和熔炼过程的烧损率，计算出熔炼前炉料所要达到的化学成分要求，之后对用于炼钢的炉料成分进行分析检测和配比，从而选用适当配比的炉料和添加剂进行钢水熔炼；当炉料熔炼成液相时，对钢水的化学成分进行炉前分析，若钢水达到规定的化学成分要求，则加入预脱氧剂锰铁
0.8-1.0%和硅铁0.3-0.5%,继续进行熔炼，若钢水未达到规定的化学成分要求，则加入使其达到规定化学成分的必要添加剂及上述的预脱氧剂；当熔炼温度达到1800-200°C时，钢水出炉入浇包，在入浇包前在浇包中先加入0.08%铝用以对钢水终脱氧；最后将钢水浇注入步骤(3)焙烧好的模壳内；以上百分比为质量百分比；
[0063](5)将步骤(4)浇注成型的汽车工字前轴铸件脱去模壳，进行清砂和割浇冒口 ；
[0064](6)对步骤(5)加工好的铸件进行打磨修整和检验；
[0065](7)对步骤(6)加工好的铸件进行调质热处理；
[0066](8)对步骤(7)加工好的铸件进行校正和喷丸处理；
[0067](9)对步骤(8)加工好的铸件进行金属切削加工处理。
[0068]本实施例中，所述蜡模的制备原料重量份为:抗静电剂0.05%，光吸收剂0.3%,表面活性剂0.7%,石蜡58.95 %，硬脂酸40 %。
[0069]本实施例中，(1)制作模壳时，蜡模表面的涂料层由里至外依次由一层面层、三层过渡层和一层加强层组成，各涂料层的原料重量份数配比和工艺要求如下:
[0070]①面层:水玻璃2份，9#石英粉1.5-2份，脱脂剂0.3份，除泡剂0.08份，以粘度计滴漏时间确定的粘度50秒，硬化时间35-40分钟，风干时间为夏天30-50分钟、冬天80-100分钟；其中水玻璃的密度为1.27-1.29克/厘米3;
[0071]②过渡层:水玻璃2份，9#石英粉1.2-1.5份，以粘度计滴漏时间确定的粘度10-15秒，硬化时间10-25分钟，风干时间与面层相同；其中水玻璃的密度为1.29-1.31克/
厘米3;
[0072]③加强层:水玻璃2份，8#石英粉0.6份，回制的8#石英粉0.4份，以粘度计滴漏时间确定的粘度20-50秒，硬化时间为夏天20-30分钟、冬天120分钟，风干时间与