应用V法工艺铸造低合金铸钢汽车桥壳的方法

摘要

一种应用V法工艺铸造低合金铸钢汽车桥壳的方法，其技术要点是：一是采用一种低合金铸钢材质，二是采用呋喃树脂砂制芯；三是采用干硅砂V法工艺造型；每箱浇注两件桥壳，模型分为上下两型；造型时负压控制在0.04-0.06MPa；四是运用气体导引方法，将两端堵塞，桥壳中部砂芯芯头空窝处设置气体逸出通道；五是在桥壳中部设置浇冒口，桥壳厚大部位安放冷铁、保温冒口；六是采用中注式、开放式浇注系统漏包浇注，浇注时负压控制与造型时一致，浇注温度掌握在1530-1590℃。本发明方法材料消耗量少，生产成本低，产品质量好。

说明书

技术领域：本发明专利属于汽车桥壳铸造技术领域，涉及一种V法工艺铸造低合金铸钢汽车桥壳的应用。

背景技术：汽车桥壳是汽车上的关键承载铸件，在全国众多生产汽车桥壳的厂家中，铸造工艺归纳起来主要有两种，第一种是水玻璃砂铸造工艺，这种工艺铸件清理困难，旧砂一般不能再行利用，工人的劳动强度大，同时，该工艺中应用的水玻璃砂对地下水体造成严重的污染；第二种是树脂砂铸造工艺，这种工艺需额外添加固化剂，导致材料消耗成本增加，而且对环境有污染，工人的工作环境差，同时，其发气量大，对铸件质量也有不利影响。

V法铸造工艺是一种绿色环保的铸造工艺，被称为第三代造型法，它是利用塑料薄膜覆膜造型并密封砂箱，通过真空泵抽出型内的空气，依靠型腔内外的压力差使干砂紧实，形成所需型腔的一种物理造型方法，型砂中不加入粘结剂、水和其它附加物，无污染。目前V法在国内发展迅速，工艺日渐成熟，多用于结构简单的大型铸件。但是在生产结构较复杂的较大型铸钢件时，容易出现各种气体等缺陷，因此尚未有厂家采用V法工艺铸造低合金铸钢汽车桥壳。传统上V法工艺中解决气体缺陷的方法是多开设通气孔，增大通气孔及通气槽的面积以利于排气与负压抽气，但是这些措施在浇注时容易将外部的气体抽入型腔内，反而增加了气体缺陷产生的几率，特别是造成汽车桥壳两头法兰端面的几何形状不规则，呈现出气孔、气窝和气槽等缺陷。

发明内容：本发明的目的是应用V法工艺铸造低合金铸钢汽车桥壳，有效地克服现有技术是所存在的上述缺陷。

本申请人同日递交了一件名称为“呋喃树脂砂铸造铸钢汽车桥壳制芯工艺”的专利申请，该制芯工艺的特征是一是采用冷芯盒和呋喃树脂砂，垂直分两型；二是每型砂芯使用一根芯骨；三是将桥壳砂芯中部厚大部位的树脂砂掏空成壳，保留壁厚约30-40mm；同时，砂芯两头部位在中间开设排气通道；四是两型砂芯通过粘结剂粘结组合，桥壳砂芯芯头部位采用钢丝扎紧；五是下芯时，用铁丝通过芯骨将砂芯固定在铸型上，防止浇注浮芯。工艺过程操作简便，用砂量少，旧砂回用率高，生产成本低，减轻了砂芯重量，减少了砂芯发气量，铸件的成品率高，内腔便于清理。

本发明的方法是在“呋喃树脂砂铸造铸钢汽车桥壳制芯工艺”及现有V法工艺的基础上以如下技术方案，实现生产低合金铸钢汽车桥壳，其要点是：

(一)材质为公司自主研发的一种低合金铸钢；

(二)采用呋喃树脂砂制芯；

(三)采用干硅砂V法工艺造型；每箱浇注两件桥壳，模型分为上下两型，桥壳的中部膨大凸起为上型；造型时负压控制在0.04-0.06Mpa；

(四)通过运用气体导引，将砂芯中间的导气通道的两端堵塞，桥壳中部砂芯芯头空窝处设置气体逸出通道，引导砂芯所产生的气体流向桥壳中部砂芯芯头空窝处；

(五)在桥壳中部设置浇道，桥壳厚大部位安放冷铁、保温冒口，桥壳轴向上安放多个排气孔；

(六)采用中注式、开放式浇注系统进行漏包浇注，浇注时负压控制与造型时一致，浇注温度掌握在1530-1590℃。

附图说明：图1为本发明铸造工艺的主视图

图2为本发明铸造工艺的俯视图

具体实施方式：下面结合附图对本发明方法进行详细说明：

(一)采用本发明人发明的低合金铸钢材料铸造汽车桥壳，低合金铸钢材料的化学成分为：C＝0.30，Si＝0.70，Mn＝1.28，S＝0.029，P＝0.030，Cr＝0.005，Mo＝0.005，Re＝0.10；

(二)采用本发明人申请专利的“呋喃树脂砂铸造铸钢汽车桥壳制芯工艺”技术制造桥壳砂芯4，涂刷醇基涂料并点燃自干；

(三)采用V法干硅砂造型；砂箱尺寸：上箱1为1850mm×1200mm×350mm，下箱6为1850mm×1200mm×250mm；每箱浇注中桥15和后桥16两件桥壳，用铝合金模型，模型分为上模型和下模型，於上箱1内用干硅砂制作中部膨大凸起的桥壳上型2，於下箱6用干硅砂制作桥壳下型5，3为型腔；造型时负压控制在0.04-0.06Mpa；

(四)使用V法专用涂料，采用喷涂机进行喷涂；

(五)将砂芯4中间的导气通道8的两端堵塞，在桥壳中部砂芯芯头空窝处设置气体逸出通道7，与上述导气通道8连通；

(六)在桥壳中部设置与两件桥壳相通的内浇道10、横浇道11和直浇道12，桥壳厚大部位安放冷铁13、保温冒口9，在桥壳的轴向上排布安放多个排气孔14；

(七)采用中注式、开放式浇注系统进行漏包浇注；钢水出炉温度为1620℃，浇注温度掌握在1530-1590℃，浇注时负压控制与造型时一致。

本发明应用V法工艺铸造低合金铸钢汽车桥壳的方法与其它工艺方法相比优点是：不需要额外加入硬化剂等，材料消耗少，生产成本显著降低，同时也简化了砂处理，旧砂回收率达95％以上；铸件表面质量好，减轻了铸件的清理难度；铸件轮廓清晰，尺寸精度高，减少了铸件的加工量；V法工艺在浇注时，砂箱处于真空状态，有利于金属液充填型腔，金属的利用率高，有利于金属液的补给，铸造成品率高，提高了经济效益；造型及浇注过程中产生的微量气体大都被真空泵抽走，空气污染小，绿色环保，符合国家环保要求。制芯采用呋喃树脂冷芯盒自硬砂，芯砂可以再生利用，降低了材料消耗成本，铸件内腔容易清理，减轻了工人的劳动强度和节约了人力成本，工作环境大为改观，同时运用气体导引的方法，将树脂砂芯所产生的气流导向桥壳中部砂芯芯头空窝处，有效地解决了汽车桥壳中的气体缺陷问题，提高了铸件的质量。本申请人用本发明方法生产的低合金铸钢汽车桥壳，经国家汽车质量监督检验中心检验，其中值疲劳寿命高，超过110万次无异常，远高于80万次的行业标准；力学性能为σb＝550～600MPa，σs＝355～400MPa，δ＝18～22％，与日本JIS G5102(1991)标准中的SCW550牌号相近，但是其中的Cr、Mo等元素的含量却远低于SCW550牌号，生产成本大大降低，综合性能也优于同类其它工艺成型的桥壳，使汽车的载重能力和安全性能有了进一步的提高，产品性能优越，市场竞争力强。