S195球鐵凸輪軸金屬型鑄造工藝的制作方法
【專利說明】SI 95球鐵凸輪軸金屬型鑄造工藝
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明屬于合金鑄鐵鑄造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種S195球鐵凸輪軸金屬型鑄造工藝。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]金屬型鑄造與砂型鑄造相比，其鑄件力學(xué)性能、尺寸精度和表面光潔度高，工序簡單而易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。不足之處是金屬型制造成本高，金屬型不透氣且無退讓性，易造成鑄件洗不足、開裂或鑄鐵件白口等缺陷；金屬型鑄造時(shí)，鑄型的工作溫度、合金的澆注溫度和澆注速度，鑄件在鑄型中停留的時(shí)間，以及所用的涂料等，對(duì)鑄件質(zhì)量的影響甚為敏感，需要嚴(yán)格控制。因此，金屬型鑄造的關(guān)鍵是要解決好金屬型壽命和鑄件白口的問題。通過在車間實(shí)驗(yàn)。成功的試制出無白口的鑄態(tài)S195柴油機(jī)球鐵凸輪軸。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域存在的上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種生產(chǎn)S195球鐵凸輪軸金屬型鑄造工藝。
[0007]本發(fā)明提供的S195球鐵凸輪軸金屬型鑄造工藝，按其原理也可歸于鑄造法。步驟如下:
(I)金屬型的結(jié)構(gòu):垂直分型.兩開模；直燒口尺寸為Φ 26mm、橫截面尺寸為10mmx22mm>內(nèi)燒口尺寸為Φ 6mm?因S195凸輪軸要求全面加工。故金屬型內(nèi)腔為鑄造表面，均不加工，只加工分型面和定位銷孔。型腔的斜度為40°?60°。金屬型材料為HT20?40。
[0008](2)涂料的噴涂:①清理鑄型一鑄型的型腔可用精密鑄造法鑄成。不切削加工，但必須將表面清理干凈，并進(jìn)行活化處理；②涂料采用噴涂法涂敷，噴前應(yīng)將金屬型加熱到合適的溫度再進(jìn)行噴涂，取涂層厚約0.4?0.6mm;③涂層焙燒，目的是進(jìn)一步去除水分和提高涂層的燒結(jié)強(qiáng)度。
[0009](3)烘型:將金屬型加溫預(yù)熱，以預(yù)熱到200?250°C為宜(采用烘箱加熱，快速熱電偶測溫儀測溫，以嚴(yán)格控制模溫)。
[0010](4)澆注:金屬型達(dá)到預(yù)熱溫度后即可澆注，澆注之前，應(yīng)用爐前快速智能分析儀、快速熱電偶測溫儀進(jìn)行化學(xué)成分分析、球化率及孕育情況檢測和有關(guān)溫度測量。由于金屬型的激冷和不透氣。澆注速度應(yīng)做到先慢，后快，再慢。在澆注過程中應(yīng)盡量保證液流平穩(wěn)。澆注溫度:1320?1380°C ;澆注時(shí)間:6?8s ;澆注后風(fēng)冷，鑄件出型溫度:800?850°C，即冒口呈暗紅色時(shí)，應(yīng)馬上開型以防止卡住鑄件。待金屬型稍冷卻后，噴表面涂料，合型再澆注。
[0011](5)鑄件冷卻鑄件出型后應(yīng)立即埋入干砂中。使鑄件表層在較大過冷度下可能形成的碳化物分解，實(shí)現(xiàn)自溫退火，以消除鑄造應(yīng)力。
[0012]本發(fā)明提供的生產(chǎn)S195球鐵凸輪軸金屬型鑄造工藝，其有益效果在于:改善球化率，細(xì)化組織，提高綜合力學(xué)性能。同時(shí)，由于球墨鑄鐵的凝固特性，金屬型不僅能夠減少鑄件的顯微縮松，而且鑄件尺寸精確，節(jié)約能源，不污染環(huán)境。
[0013]
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合一個(gè)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明提供，進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0015]實(shí)施例一將金屬進(jìn)行以下步驟:
(I)金屬型的結(jié)構(gòu):垂直分型.兩開模；直燒口尺寸為Φ 26mm、橫截面尺寸為10mmx22mm>內(nèi)燒口尺寸為Φ 6mm?因S195凸輪軸要求全面加工。故金屬型內(nèi)腔為鑄造表面，均不加工，只加工分型面和定位銷孔。型腔的斜度為40°?60°。金屬型材料為HT20?40。
[0016](2)涂料的噴涂:①清理鑄型一鑄型的型腔可用精密鑄造法鑄成。不切削加工，但必須將表面清理干凈，并進(jìn)行活化處理；②涂料采用噴涂法涂敷，噴前應(yīng)將金屬型加熱到合適的溫度再進(jìn)行噴涂，取涂層厚約0.4?0.6mm;③涂層焙燒，目的是進(jìn)一步去除水分和提高涂層的燒結(jié)強(qiáng)度。
[0017](3)烘型:將金屬型加溫預(yù)熱，以預(yù)熱到200?250°C為宜(采用烘箱加熱，快速熱電偶測溫儀測溫，以嚴(yán)格控制模溫)。
[0018](4)澆注:金屬型達(dá)到預(yù)熱溫度后即可澆注，澆注之前，應(yīng)用爐前快速智能分析儀、快速熱電偶測溫儀進(jìn)行化學(xué)成分分析、球化率及孕育情況檢測和有關(guān)溫度測量。由于金屬型的激冷和不透氣。澆注速度應(yīng)做到先慢，后快，再慢。在澆注過程中應(yīng)盡量保證液流平穩(wěn)。澆注溫度:1320?1380°C ;澆注時(shí)間:6?8s ;澆注后風(fēng)冷，鑄件出型溫度:800?850°C，即冒口呈暗紅色時(shí)，應(yīng)馬上開型以防止卡住鑄件。待金屬型稍冷卻后，噴表面涂料，合型再澆注。
[0019](5)鑄件冷卻鑄件出型后應(yīng)立即埋入干砂中。使鑄件表層在較大過冷度下可能形成的碳化物分解，實(shí)現(xiàn)自溫退火，以消除鑄造應(yīng)力。
[0020]為了獲得無白口的鑄態(tài)組織，其碳、硅當(dāng)量必須加以合理的確定和控制。我們選擇CE=4.5?4.9。硅對(duì)鑄造性能和石墨化有著顯著的作用，因而控制硅含量特別重要。當(dāng)Si<2.8%時(shí)白口傾向增大3Si>2.8%時(shí)，白口傾向減少，隨著Si含量增加，0 13和0 1^值增大。當(dāng)Si>3.2%后，球鐵韌一脆轉(zhuǎn)變溫度降低，使球鐵變脆，ak值下降。我們選擇S1:2.8%?3.2%。含碳聞?dòng)欣谑虻奈龀觯崧劻W(xué)性能。實(shí)踐表明，理想的最低含碳量約為3.6%.我們選定C=3.6%?3.8%圈。錳是強(qiáng)烈的碳化物形成元素，因此，錳含量必須加以控制以避免出現(xiàn)鑄態(tài)碳化物，當(dāng)錳含量大于0.3%時(shí)還會(huì)發(fā)生偏析，同時(shí)，錳的增加會(huì)導(dǎo)致奧氏體轉(zhuǎn)變線的升高。因此鑄件出型后的緩冷是十分必要的，所以應(yīng)將含錳量控制在0.3%以下。磷易偏析，通常含磷接近1%就會(huì)出現(xiàn)2%?3%磷共晶，呈多角形且硬脆，導(dǎo)致應(yīng)力集中，降低球鐵的強(qiáng)度，塑性和韌性，我們將磷嚴(yán)格控制在0.06%以下。殘留鎂量對(duì)激冷白口深度的影響，在金屬型鑄造中特別明顯，因此必須對(duì)殘留鎂量加以正確的控制，一般取0.03%?0.05%。按球鐵生產(chǎn)的一般要求選擇:S〈0.03%, RE=0.02%?
0.04%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種生產(chǎn)S195球鐵凸輪軸金屬型鑄造工藝，其特征在于:步驟如下: (1)金屬型的結(jié)構(gòu):垂直分型，兩開模；直燒口尺寸為Φ26mm、橫截面尺寸為10_x22mm、內(nèi)燒口尺寸為Φ6_,因S195凸輪軸要求全面加工,故金屬型內(nèi)腔為鑄造表面，均不加工，只加工分型面和定位銷孔，型腔的斜度為40°?60°，金屬型材料為ΗΤ20?.40 ； (2)涂料的噴涂:①清理鑄型一鑄型的型腔可用精密鑄造法鑄成，不切削加工，但必須將表面清理干凈，并進(jìn)行活化處理；②涂料采用噴涂法涂敷，噴前應(yīng)將金屬型加熱到合適的溫度再進(jìn)行噴涂，取涂層厚約0.4?0.6_;③涂層焙燒，目的是進(jìn)一步去除水分和提高涂層的燒結(jié)強(qiáng)度； (3)烘型:將金屬型加溫預(yù)熱，以預(yù)熱到200?250°C為宜，采用烘箱加熱，快速熱電偶測溫儀測溫，以嚴(yán)格控制模溫； (4)澆注:金屬型達(dá)到預(yù)熱溫度后即可澆注，澆注之前，應(yīng)用爐前快速智能分析儀、快速熱電偶測溫儀進(jìn)行化學(xué)成分分析、球化率及孕育情況檢測和有關(guān)溫度測量，由于金屬型的激冷和不透氣，澆注速度應(yīng)做到先慢，后快，再慢，在澆注過程中應(yīng)盡量保證液流平穩(wěn)，澆注溫度:1320?1380°C;澆注時(shí)間:6?8s ;澆注后風(fēng)冷，鑄件出型溫度:800?850°C，即冒口呈暗紅色時(shí)，應(yīng)馬上開型以防止卡住鑄件，待金屬型稍冷卻后，噴表面涂料，合型再澆注。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種S195球鐵凸輪軸金屬型鑄造工藝，金屬型的型腔的斜度為40°～60°；金屬型材料為HT20～40。涂料采用噴涂法涂敷，噴前應(yīng)將金屬型加熱到合適的溫度再進(jìn)行噴涂，取涂層厚約0.4～0.6mm烘型將金屬型加溫預(yù)熱，以預(yù)熱到200～250℃為宜(采用烘箱加熱澆注溫度：1320～1380℃；澆注時(shí)間：6～8s)澆注后風(fēng)冷，鑄件出型溫度：800～850℃鑄件冷卻鑄件出型后應(yīng)立即埋入干砂中；好處在于：改善球化率，細(xì)化組織，提高綜合力學(xué)性能；同時(shí)，由于球墨鑄鐵的凝固特性，金屬型不僅能夠減少鑄件的顯微縮松，而且鑄件尺寸精確，節(jié)約能源，不污染環(huán)境。
【IPC分類】B22C9-22, B22C9-06
【公開號(hào)】CN104550737
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310505224
【發(fā)明人】常云青
【申請(qǐng)人】青島和德隆機(jī)械有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2013年10月24日