球墨铸铁制动钳体铸造工艺研究

摘要

制动钳体是汽车制动系统中最重要的部件之一，主要通过铸造的方式获取铸件毛坯。其在制动过程中承受巨大的冲击力，应具有高强度、高延伸率等特性，材质一般为球墨铸铁，质量要求非常苛刻，是关乎人们生命财产的保安部件。在铸造实际生产过程中，制动钳体容易产生缩孔、砂眼和渣孔等孔洞类铸造缺陷。本文对制动钳体的孔洞类缺陷形成机理进行分析及研究，提出改进措施，减少了孔洞类缺陷的产生，提高了制动钳体的质量。 本文首先介绍了制动钳体的铸造生产条件、铸造工艺设计流程。从熔炼工艺、混砂工艺和铸造工艺三个主要影响孔洞类缺陷产生的环节进行分析与研究。因现代化的铸造公司都采用流水线标准化生产，熔炼工艺和混砂工艺参数都是通过长期的生产验证来确定的。若贸然去调整参数会影响其它产品的正常生产，而铸造工艺设计可以依据生产经验，借助CAE模拟分析等措施进行先期设计，并根据模拟结果快速的修改工艺并验证，是解决铸造缺陷最有效的措施。因此本文重点研究通过铸造工艺的改进来减少孔洞类缺陷的产生。 后续重点介绍了制动钳体铸件经常出现的缩孔、砂眼和渣孔等孔洞类缺陷，使用金相分析、X射线探伤、电镜扫描和能谱分析明确了制动钳体缺陷的类型并分析其形成机理，通过改进铸造工艺来遏制缺陷的产生。这其中涉及了浇注系统设计、冒口设计、过滤网的使用对孔洞类缺陷的影响等。对于出现冒口颈缩孔缺陷的制动钳体，在设计浇注系统时应考虑均衡进水，避免温度场的紊乱；确保内浇道及时凝固，消除浇注系统对冒口的压力影响，从而减少冒口颈缩孔缺陷的产生。对于出现砂眼缺陷的制动钳体，一方面在浇注系统设计时，控制充型时铁水的流量以降低铁液进入型腔的冲击力，防止砂粒进入型腔；另一方面在砂芯结构设计时，增加芯头定位面积，在易压砂位置放置防压环，从而减少砂眼缺陷的产生。对于出现渣孔缺陷的制动钳体，应采用先开放后封闭的浇注系统，配合过滤网的使用，从而减少渣孔缺陷的产生。 最后结合杭州亚腾FBO生产线制动钳体生产的特点，经过长期的数据统计分析以及各种经验的总结，形成了一套适用于本企业的铸造工艺标准化设计规范。从而缩短了新产品开发周期，降低了废品率，提高了生产效益。

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