灰铸铁件的潮模砂生产工艺实践探索 郭远林
灰铁铸造生产工艺[发明专利]
![灰铁铸造生产工艺[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/71fe9bd49a89680203d8ce2f0066f5335a8167ca.png)
(10)申请公布号 CN 102304659 A(43)申请公布日 2012.01.04C N 102304659 A*CN102304659A*(21)申请号 201110283725.2(22)申请日 2011.09.22C22C 33/08(2006.01)(71)申请人南乐县宏兴铸造厂地址457404 河南省濮阳市南乐县梁村乡邵庄(72)发明人武益清(74)专利代理机构郑州联科专利事务所(普通合伙) 41104代理人刘建芳(54)发明名称灰铁铸造生产工艺(57)摘要本发明公开了一种灰铁铸造生产工艺，所用的原料为：铁矿石或铁矿粉、废灰口铸铁、废钢、焦炭，它们的重量比为13:7:5:5。
冶炼过程采用冲天炉，冲天炉炉腔的温度保持在1450±100℃，冶炼的时间为1h±10分钟。
本发明的原料为：铁矿石或铁矿粉、废灰口铸铁、废钢、焦炭，重量比为13:7:5:5，而不再使用元宝铁，降低了原料价格，不需再添加其它化学试剂，不仅节约了成本，而且减少了工艺步骤，节省人力物力。
将炉腔的温度保持在1450±100℃，冶炼的时间为1h±10分钟，可以使冶炼产品的质量最佳。
(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页1.灰铁铸造生产工艺，其特征在于：所用的原料为：铁矿石或铁矿粉、废灰口铸铁、废钢、焦炭，它们的重量比为13:7:5:5。
2.根据权利要求1所述的灰铁铸造生产工艺，其特征在于：冶炼过程采用冲天炉，冲天炉炉腔的温度保持在1450±100℃，冶炼的时间为1h±10分钟。
灰铁铸造生产工艺技术领域[0001] 本发明涉及铸造生产工艺，尤其是涉及一种灰铁的铸造生产工艺。
背景技术[0002] 铸铁指含碳量在2%以上的铁碳合金。
工业用铸铁一般含碳量为2%～4%。
碳在铸铁中多以石墨形态存在，有时也以渗碳体形态存在。
一种灰铸铁HT250轴承套圈热处理工艺[发明专利]
![一种灰铸铁HT250轴承套圈热处理工艺[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/8862c16c302b3169a45177232f60ddccda38e6b9.png)
(10)申请公布号(43)申请公布日 (21)申请号 201510474415.7(22)申请日 2015.08.05C21D 9/40(2006.01)C21D 1/18(2006.01)C21D 5/00(2006.01)C22C 37/10(2006.01)(71)申请人人本集团有限公司地址325000 浙江省温州市高新技术产业开发区甬江路16号(72)发明人张志祥 郭长建(74)专利代理机构温州瓯越专利代理有限公司33211代理人陈加利(54)发明名称一种灰铸铁HT250轴承套圈热处理工艺(57)摘要本发明公开了一种灰铸铁HT250轴承套圈热处理工艺，其特征在于包括以下工序：（1）淬火：调整淬火温度到890℃～920℃，保温50～60min，然后油冷，油温设定为100±10℃，然后冷却至室温；（2）阶梯式回火，将灰铸铁HT250轴承套圈升温180±10℃，保温2～4h，然后再将灰铸铁HT250轴承套圈继续升温到300±10℃，保温2～4h，然后空冷至室温。
本发明的优点是显著改善热处理后硬度值均匀性，提高轴承套圈性能。
(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书2页 附图3页CN 105018711 A 2015.11.04C N 105018711A1.一种灰铸铁HT250轴承套圈热处理工艺，其特征在于包括以下工序：淬火：调整淬火温度到890℃～ 920℃，保温50min～60min，然后油冷，油温设定为90~120℃，然后冷却至室温；阶梯式回火，将灰铸铁HT250轴承套圈升温180±10℃，保温2～4h，然后再将灰铸铁HT250轴承套圈继续升温到300±10℃，保温2-4h，然后空冷至室温。
2.根据权利要求1所述的一种灰铸铁HT250轴承套圈热处理工艺，其特征在于：灰铸铁HT250轴承套圈包括以下组分，以质量百分比计：C 3.0~3.6%；Si 2.0~2.6%；Mn 0.6~1.0%；Cr 0.5~1.0%；P 0.1%以下；S 0.1%以下；余量为Fe。
树脂砂铸型流涂质量影响因素的探讨及控制
冷热工艺机车车辆工艺第5期2020年10月文章编号:1007-6034(2020)05-0014-03DOI：10.14032/j.issn.1007-6034.2020.05.006树脂砂铸型流涂质量影响因素的探讨及控制张剑云，龚家林，李远鹏，王思千，王来宝(中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司，江苏常州213000)摘要：文章从铸型质量、涂料性能、流涂操作等3个方面分析了彬响铸型沆涂质量的因素，例举了満痕、冲击痕、流痕等8种常见的铸型流涂操作缺陷，并结合实际从提高铸型质量，做好流涂前准备，控制涂料黏度、流涂时间、流涂次数、铸型施涂■角度以及通过后道打磨处理等多个方面提出了提高树脂砂铸型流涂质量的控制措施，采用改进后的流涂工艺生产的铝合金齿轮箱铸件轮廓一致性和表面粗糙度较原工艺有了大幅提升。
关键词：齿轮箱；树脂砂；铸型；流涂；彩响因素中图分类号:U270.33文献标识码：B随着中国高铁这张“金名片”享誉世界，各高铁动车组制造公司除了重视核心部件的内在质量以外，也对其外观质量提出了更高的要求。
中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司在2017年8月将动车组铝合金齿轮箱树脂砂铸型外模涂料方式由原来的手工涂刷改为机器流涂。
采用机器流涂后，效率大幅提高，铸件表面质量也得到提高。
文章详细分析了影响铸型流涂质量的因素，并对生产过程中出现的常见质量缺陷提出了改进措施。
1影响铸型流涂质量的因素1.1铸型质量的影响在铸型表面涂覆涂料的目的在于进一步提高铸型表面质量，从而提高铸件表面质量。
而模具是铸型的胎模，如果胎模不好，铸型质量自然就差，即使通过涂料涂覆改进的效果也是非常有限的。
同等条件下，金属型模具生产的铸型要比木模具生产的铸型表面质量高一个等级，木模也比金属模更容易造成开裂、磕碰、缺损等铸型表面质量问题。
模具在使用过程中不可避免会使用脱模剂，脱模剂涂刷不良也会造成铸型质量差的后果。
在造型过程中，型砂紧实度差、冷铁表面质量差、冷铁不贴合模具、铸型起模缺损等也会造成铸型表面质量下降，从而间接影响流涂后的铸型质量。
灰铸铁研究和生产的新进展与展望
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薄壁高强度灰铸铁件的生产技术 近年来随着汽车轻量化、大功率化的进程加
快， 对铸造材料薄壁高强度化的要求日益提高。现 汽车发动机缸体和缸盖的材料大部分为 /0$+% 级 的灰铸铁。虽然蠕墨铸铁的强度和刚度较灰铸铁 都高， 欧宝公司生产的直 （ . ",5 =）发动机蠕铁缸 欧宝 >5 蠕铁缸体壁 体质量比灰铸铁减轻了 &%( ， 但由于目前产品设计和 厚由原 * ?? 减为 & ??!’#， 蠕铁生产稳定性及成本方面的原因， 蠕铁缸体、 缸 盖的发展尚受到较大限制。因而人们再次对灰铸 铁的进一步高强化、 薄壁化的可能性进行了研究。
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文章编号!"##$%&$’()*##(+#"%##$$%#&
综
述
灰铸铁研究和生产的新进展与展望
曾大本， 唐靖林
（ 清华大学 机械工程系， 北京
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摘要： 阐述高强度薄壁灰铸铁件技术的进展。要解决铸铁高强度化、 薄壁化的问题， 就是要在较高碳当量条件下， 增加枝晶 数量、 细化共 晶 团 、 细化石墨和强化基体。通过控制基体的显微硬度， 奥氏体枝晶数量和石墨片长度， 可 在 , )-.+ 为 $/012 必须： （ " ）获得高温、 成 ’/*1范围内获得高达 $## 345 的强度和优良的铸造性能。为提高薄壁高强度灰铸铁件的冶金质量， 分稳定的铁液； （ * ）添加适量的 -6、 （ $ ）选择适当的孕育剂， 实施有效的孕育。 除各种复 -7 、 89 、 3: 、 ;<等元素进行低合金化； 合孕育剂外， 采用稀土孕育， 也可以获得本体强度高于 $## 345 的薄壁灰铸铁件。此外， 还应重视微量元素的影响以及在线 铁液冶金质量的监测与评估。近十多年来， 由于高新技术向传统产业的渗透与融合， 提高了灰铸铁件高品质化和高功能化 的水平， 例如对铸铁表面进行激光强化处理和半固态铸造等。 关键词： 灰铸铁； 薄壁高强度； 进展； 展望 中图分类号： =>*(" 文献标识码： ?
改善灰铸铁断面敏感性及提高铸件品质的研究
见表!和表" 。 ! 化学成分对气缸体缩孔废品的影响，
表< ; = > ? @柴油机气缸体缩孔废品状况 ( = I $ # ( M 8E ? 2 F 1 B 1 ? 2? @K M C 1 2 \ = 8C 8 8 E BC = B 8? @; ’ ! % &F 1 8 K 8 7 3 < 8 2 1 2 8 E 7 1 2 F 8 C ? F 3 L LI L
万方数据的铸件壁厚不同硬度相差较大在轮缘中心部位硬度合格或偏低但在机加工时由于边角局部白口难加工在料废中占相当大比例约占废品树脂砂造型生产铸件特点是散热慢铁液凝固时间较长相对于湿型为保证铸件硬度要求冲加一定量的金属锑造成孕育剂加入量少接近或超过加铸件边角的白口倾向
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灰铸铁件的潮模砂生产工艺实践探索郭远林
发表时间：2019-11-15T16:10:22.077Z 来源：《基层建设》2019年第23期作者：郭远林
[导读] 摘要：以片状石墨为特征的灰铸铁，具有一定的强度、硬度、弹性模量、减震性、耐磨性和导热性，特别是具有优良的铸造性能、良好的切削性能以及较低的铸造成本等特点，至今仍是世界各国应用最多的铸铁。
42052119880228xxxx 湖北仙桃 433000
摘要：以片状石墨为特征的灰铸铁，具有一定的强度、硬度、弹性模量、减震性、耐磨性和导热性，特别是具有优良的铸造性能、良好的切削性能以及较低的铸造成本等特点，至今仍是世界各国应用最多的铸铁。
关键词：铸造；潮模砂；生产
1灰铸铁的性能及特点
1.1力学性能
（1）抗拉强度：灰铸铁的抗拉强度一般为100~350MPa，能满足众多工程机械零件的强度要求。
（2）抗压强度：灰铸铁有很高的抗压强度，为其抗拉强度的3~4倍，可与钢相当，是承压零件（如底座等）材料的最佳选择。
（3）硬度：灰铸铁的硬度能满足一般工程机械零件耐磨的要求，硬度越高，耐磨性越好。
（4）弹性模量：灰铸铁的弹性模量不是一个固定数值，而是一个变数，其应力—应变曲线中没有直线段，这是因为石墨的存在，使灰铸铁即使在很小的应力下也会产生塑性变形。
灰铸铁的弹性模量与强度有关，牌号越高，弹性模量越大。
（5）冲击韧性：灰铸铁属于脆性材料，韧性及塑性性能很低，不推荐灰铸铁为承受冲击载荷的材料。
1.2工艺性能
（1）铸造性能：①灰铸铁具有良好的流动性，可用于生产薄壁及形状复杂的零件；②灰铸铁因凝固时有石墨化膨胀而使其收缩减小，在生产中可充分利用此性能，减小收缩，减小残余应力；③灰铸铁的铸造应力由热应力、相变应力与机械阻碍应力组成，其中热应力作用是主要的，铸造应力是造成灰铸铁件冷裂及变形的主要原因；④铸件各部分因壁厚不一及成分偏析使铸件各处的组织不同，致使铸件各部分的强度、硬度等有较大的差异，这种差异称为截面敏感性，结构越复杂，壁厚越不均，截面敏感性越大。
（2）加工性能：灰铸铁组织中片状石墨割裂了金属基体，因此具有良好的切削性能。
但随着强度与硬度的提高，加工性能下降，当组织中出现渗碳体时，加工性能急剧恶化。
（3）焊补性能：灰铸铁的焊补性能较差，焊补的铸件易产生裂纹，局部有硬点、气孔及应力大等缺陷，生产中常采用特殊材料焊条、预热和缓冷等措施加以解决。
1.3使用性能
（1）减振性：灰铸铁具有良好的阻尼性能和减振性能，广泛地应用于有减振要求的机床铸件和内燃机铸件。
（2）耐磨性：灰铸铁在滑动条件下具有良好的耐磨性，广泛应用于刹车片、刹车鼓、气缸套、活塞环、带有导轨的机床床身等零件。
（3）耐热疲劳性：灰铸铁具有良好的耐热疲劳性能，广泛应用于汽车的缸体、缸盖、钢锭模等铸件。
（4）致密性：石墨的存在破坏了基体的连续性与致密性，但仍可通过多种控制因素使灰铸铁保持一定的致密性，从而使灰铸铁广泛应用于液压件、缸体、泵体、压缩机等耐压、耐渗漏的零件上。
2潮模砂处理工艺流程控制
2.1旧砂工艺处理单元
落砂滚筒或落砂机排出的湿热旧砂落在皮带上，由地坑爬出地面后进行悬挂磁选和皮带机磁选头轮二道磁选，随即由高效斗提机提升至第一塔；进入上部的大端进料精细破碎六角筛，筛孔5-6mm，筛出旧砂中直径23mm礓子砂豆，并保证旧砂回收率299%。
2.2并列式旧砂中间斗单元
由3-4小时以上循环砂量的3~4个或更多的旧砂中间储斗组合。
旧砂斗储量大，每工作日周转浇注次数少，性能较稳定。
尤其并列的多个旧砂中间斗，以料位器控制，从上部按顺序依次进料，从下部多台给料机同时出料；使3~4小时内多个时段的旧砂混匀，使旧砂的有效粘土及煤粉含量、水分、温度等成分和性能波动降至最小，型砂性能易于控制稳定，从而提高铸件品位档次。
采用双盘冷却，进口旧砂温度80~120C，出口旧砂温度不超过45C，冷却后的旧砂水分含量保证在1.5~2.5%范围，温度和水份自动检测和控制，水份检测精度土0.1%。
2.3配料混砂单元
以混砂机为核心的称量、配料、混砂工部。
混砂机上3台量程不同的大小微机配料秤不仅对旧砂、粘土、煤粉、水分进行称量配料；并将除尘系统的收尘称量配入型砂，保证铸件光洁度、型砂的韧性和流动性、适当的透气性和收尘中有效成分的回收。
为生产高档复杂铸件，设淀粉（糊精）配料用斗和给料机。
这种塔式水平串联直线布设特别适合于垂直分型挤压造型线配置。
这种线的落旧砂点与用型砂点分别在造型线的两端，物料输出路程长，易于分段塔式水平串联直线布设旧砂处理、混砂和型砂输送。
由于占地长而窄，可平行分段、靠近匹配、顺序整齐的布设除尘系统；系统阻力小，除尘效果好，所需风机风压低（一般不需配高压风机）风机能耗低、噪声低，且管道不易结露；外观整齐，通道顺畅，维护清扫方便；也有利收尘向旧砂处理系统回收。
配料混砂单元尽量接近造型机布设，减少型砂输送过程中水分散失性能不稳。
3旧砂质量控制
3.1旧砂温度的控制
根据各方面的研究，为保证型砂的性能稳定，温度应保持在40C以下。
使型砂冷却，最有效的办法是加水，但是，简单的加水，效果是很差的。
一定要吹入大量空气使水分蒸发，才能有效地冷却。
以下，给出一个简略的计算比较：型砂的比热大致是：9.22X102J/kg●C，水的比热是：4.19X103J/kg.C，水的蒸发热是：2.26X106J/kg，1吨砂中加20°C的水10kg（加水1%），使其温度升到50C，所能带走的热量为4.19X103X10X30，即12.57X105J.1吨砂温度降低1C，需散热9.22X102X1000I即9.22X105I所以，在旧砂中加水1%，只能使温度降低24.5C。
使1吨砂中的水分蒸发1%（10kg），能带走的热量为2.26X107J，：却可使砂温降低24.5C。
以上的分析表明：简单地向皮带机上加水或向砂堆洒水，冷却效果是很差的。
即使加水后向砂表面吹风，也不能有多大的改善。
加水后，要使水在型砂中分散均匀，然后向松
散的砂吹风，使水分迅速蒸发，同时将蒸汽排除。
我们才用的是双盘冷却，并在破碎之前进行水雾喷撒降温。
3.2旧砂水分的控制
进入混砂的旧砂水分太低，对混砂质量的影响可能并不亚于砂温过高。
加水润湿干膨润土比润滑湿膨润土难得多。
型砂中的膨润土和水，并非简单的混在一起就行，要对其加搓揉，使之成为可塑状态。
这就像用陶土和水制陶器-样，将水和土和一和，是松散的，没有粘接能力；经过搓揉和摔打，使每粒土都充分吸收了水分，就成为塑性状态，才可以成形，制成陶器毛坯。
铸型浇注以后，由于热金属的影响，很多砂粒表面上的土-水粘结膜都脱水干燥了，加水使其吸水恢复塑性是很不容易的。
旧砂的水分较低，在混砂机中加水混碾使之达到要求性能所需要的时间就越长。
由于生产中混砂的时间是有限的，旧砂的水分越低，混成砂的综合质量就越差。
目前，各国铸造工作者已有了这样一种共识：进入混砂机的旧砂，水分只能比混成砂略低一点。
较好的做法是：在旧砂冷却过程中充分加水冷却后所含的水分略低于混成砂。
这样，从砂冷却到进入混砂机还有--段相当长的时间，水可以充分润湿旧砂砂粒表面上的膨润土。
更好的做法是：在系统中设混砂机对旧砂进行预混，冷却后的旧砂在预混混砂机中加水进行预混，以改善旧砂中膨润土和水的混合状态。
结语
通过对工艺流程和型砂质量控制的研究，塔式布局加上良好的质量控制，可以有效地保证型砂的质量，从而很大程度上提高了铸件的质量，降低砂眼等缺陷的发生。
参考文献：
[1]陆文华.球化处理工艺的改进[J].现代铸铁，2013，（02）：86-87.
[2]杨思一，丛建臣，孙海涛，等.高强度高韧性球墨铸铁曲轴铸造技术[J].现代铸铁，2011，（06）：41-42.。