北美标准自护式高锰钢辙叉铸造工艺

摘要

一种北美标准自护式高锰钢辙叉铸造工艺，其特征在于，包括以下工艺：辙叉趾端开口部位工艺：在趾端开口处开设冒口补贴，斜度按1：10‑30倒拔模设计，并配合使用保温冒口，采取明冷铁配合铬铁矿砂激冷工艺，并通过钢液激冷；辙叉心轨与跟端间隔铁相连部位工艺：该部位植入专用成型明冷铁，冷铁结构与铸件结构完全密贴；辙叉护轨开口处工艺：在结构中心部位的两个对角点上设置冒口补贴，补贴两侧斜度按1：5和1：20正拔模设计，设计发热保温冒口，通过新工艺制作出来的自护式高锰钢辙叉，一是北美自护式高锰钢辙叉铸件内部质量能够满足标准要求，二是能够解决北美自护式高锰钢辙叉铸件存在的气孔、夹渣、缩孔等致废铸造缺陷，将辙叉铸件合格率由30%左右提高到75%以上。

说明书

技术领域

本发明涉及新型高锰钢辙叉制造工艺，尤其涉及一种北美标准自护式高锰钢辙叉铸造工艺。

背景技术

我国生产高锰钢辙叉已经有40多年的生产经验。每月平均生产1200余根，年产量达15000根高锰钢辙叉。产品出口北美、韩国、印尼、沙特、埃及、土耳其、香港等世界各国各地区，执行的标准达十余种。目前，北美自护式高锰钢辙叉作为北美市场最重要的产品之一，其内部质量水平（主要由X射线拍片结果反映）不够稳定，且处于一个较低质量水平。据统计，2014年一次探伤合格率为34.56%，2015年一次探伤合格率为26.67%，2016年1月至2017年3月一次探伤合格率为29.33%。通过统计2014年、2015年和2016年北美自护式辙叉X射线拍片情况，发现其缺陷主要集中在以下三个部位缺陷：辙叉趾端开口部位缩孔、护轨开口处轮缘槽内气孔和心轨与跟端间隔铁相连部位缩孔。

发明内容

本发明的目的在于提供一种解决铸件存在的气孔、夹渣、缩孔等铸造缺陷，使铸件内部质量满足北美标准要求的北美标准自护式高锰钢辙叉铸造工艺。

为解决上述技术问题，本发明提供一种北美标准自护式高锰钢辙叉铸造工艺，其特征在于，包括以下工艺：

辙叉趾端开口部位工艺：

在趾端开口处开设冒口补贴，斜度按1：10-30倒拔模设计，并配合使用保温冒口工艺，进行钢液激冷；

辙叉心轨与跟端间隔铁相连部位工艺：

该部位植入明冷铁，冷铁结构与铸件结构完全密贴；

辙叉护轨开口处工艺：

在结构中心部位的两个对角点上设置冒口补贴，补贴两侧斜度按1：5和1：20正拔模设计，设计发热保温冒口。

本发明改进有，所述辙叉护轨开口处工艺冒口之间的距离为100mm-110mm。

本发明改进有，辙叉趾端开口部位工艺开设的冒口大小为50mm*80mm。

本发明改进有，辙叉趾端开口部位工艺的斜度按1：10-30倒拔模设计。

本发明改进有，辙叉护轨开口处工艺开设的冒口补贴大小为100mm*80mm。

本发明改进有，所述发热保温冒口的直径为150mm。

本发明改进有，辙叉心轨与跟端间隔铁相连部位植入专用成型明冷铁。

本发明的有益效果为：通过新工艺制作出来的自护式高锰钢辙叉，一是北美自护式高锰钢辙叉铸件内部质量能够满足标准要求，二是能够解决北美自护式高锰钢辙叉铸件存在的气孔、夹渣、缩孔等致废铸造缺陷，将辙叉铸件合格率由30%左右提高到75%以上。

附图说明

附图1为本发明的北美标准自护式高锰钢辙叉的结构示意图；

标号说明：A-辙叉趾端开口部位;B-辙叉心轨与跟端间隔铁相连部位;C-辙叉心轨与跟端间隔铁相连部位。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

本发明提供一种北美标准自护式高锰钢辙叉铸造工艺，包括以下工艺：辙叉趾端开口部位工艺，辙叉心轨与跟端间隔铁相连部位工艺，辙叉护轨开口处工艺。

其他工艺与传统的工艺一致，本申请并不做具体限制，本发明着重说明三个出问题的工艺，具体如下：

辙叉趾端开口部位工艺：

参照附图1中的A区，传统的工艺中，在该处采取了明冷铁配合铬铁矿砂激冷的工艺措施，思路是通过钢液激冷来消除缩孔，但实际检测结果表明效果不好，缩孔缺陷严重，针对辙叉趾端开口部位极易出现缩孔缺陷，认为缺陷的成因是在趾端开口处凝固收缩过程中没有足够的钢液对该部位进行有效补缩造成的。新设计的工艺，改变激冷消除缩孔的思路，采取冒口补缩消除缩孔缺陷。

即，在趾端开口处开设50mm*80mm的冒口补贴，斜度按1：20倒拔模设计，并配合使用保温冒口，进行钢液激冷。

辙叉心轨与跟端间隔铁相连部位工艺：

参照附图1中的B区，传统的工艺中，在该处没有采取针对性的工艺措施，仅仅依靠浇注补浇措施来消除该处的缩孔缺陷，这种做法受人为因素影响很大，所以检测结果表现为该处的质量状况很不稳定。

针对辙叉心轨与跟端间隔铁相连部位出现缩孔缺陷进行分析，由于该部位结构复杂，不利于利用现有的冷铁或冒口进行补缩。

新设计的工艺思路是，改变原有考人为控制质量的情况，设计专用成型明冷铁工艺对缺陷部位进行激冷，冷铁结构与铸件结构完全密贴，实现既解决缩孔缺陷，又不改变铸件主要结构形状。

即，该部位植入专用成型明冷铁，冷铁结构与铸件结构完全密贴；

辙叉心轨与跟端间隔铁相连部位工艺：

参照附图1中的C区，传统工艺中，在该处轮缘槽背面设置了1个冒口补贴，配合使用直径150mm的发热保温冒口，射线检验结果是该处轮缘槽存在大量的密集性气孔和夹渣缺陷。

北美自护式辙叉之所以在护轨开口位置出现大量缺陷，分析认为是因为护轨开口位置与前后部位呈菱形结构，其正好处于菱形结构的中心。浇注过程中，随着钢液流动方向，一是气体在此处积聚，而因为结构形状逐渐变窄，气体又无法及时排除。二是浇注过程中，钢液流动至此，中间部分（即心轨处）的钢液快速充型，而带动两侧护轨开口处钢液形成漩涡，使得气体和杂质在此处积聚，所以形成了密集型气孔或夹渣缺陷。

新设计的工艺及效果如下：

（1）在护轨开口位置出现密集型气孔缺陷，采取了在结构中心部位的两个对角点上设置100mm*80mm冒口补贴。

（2）补贴两侧斜度按1：5和1：20正拔模设计。

（3）设计直径150mm发热保温冒口的工艺方案，达到延缓凝固，引气、排气、除渣的作用。

（4）保证冒口之间的距离为100mm-110mm，保证有效地补缩距离。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。