6110柴油机飞轮壳的低压铸造工艺_倪敏

表 1 新型弹丸 (磨料 )及其特性
弹丸 (磨 料 )名称
不锈钢切丝丸
雾化喷磨丸 铝、锌合金丸
牌 号
SU S304、 302、 403 相似 302 A Z-15 Z A-15
HV 韧性
≥ 450 良好
480 好 120 良好 50 良好
结构形状
使用前 圆柱形、切面收缩 > 30% 用后成圆珠形 圆珠形
1 铝合金的熔炼及处理
1. 1 熔 炼 ( 1) 原材料 飞 轮 壳 的 原 材 料 采 用 铝 合 金 ZL104,新 料 70% ,回 炉 料
30% 。 回炉料主要是报废的同牌号飞轮壳。 试验中发现飞边、毛 刺 ,浇口直接作为回炉料熔炼 ,浇注的飞轮壳夹渣 严重 ,含铁量高 成分不易控制 ,材质偏脆并伴有缩松。 所以飞边、毛剌 ,浇口等不 允许直接 熔化使用 ,每班集中 起来 ,集 中熔化去渣 后浇成铝 锭视 为废品 再与新铝配用。 稳 定的化学成 分是获得优 质铸件的 主要 保证。
使用前圆柱形用后成圆珠形
耐磨 性能
耐 磨 耐磨
较耐磨
用 途
有色铸造 粉末冶金件及不锈钢铸件 ,一切钢 件热处理后除去氧化层。 有色铸造 粉末冶金件及不锈钢铸件 ,一切钢 件热处理后除去氧化层。 铝弹丸易引起爆炸。 锌弹丸安全性好 ,且去毛剌较好。
2 弹丸 (磨料 )的选用和配比关系
弹丸 (磨料 )的硬度是抛丸工艺的重要参数之 一 ,通常硬度越 高 ,耐磨性能 越好 ,但抛丸 的线速 度一般 为 45 m /s,会使铸件 制 品压痕过深 ,影响其表面粗糙度。 所以可供选择的弹丸 (磨 料 )种 类、 品种、规格较多。
联接油底 壳的凸台处易 产生缩松 ,校车后 漏油严重 ,在模具 上开
补缩 槽 ,又将增 压速 度由 0. 003 M Pa /s提 高到 0. 004 M Pa /s,因 缩松引起的漏油基本消除。 再如原飞轮壳外观一直不好 ,拉毛严
重 ,浇注温度、模具温度控制好后 ,拉毛现象消除了。 换件率和加 工废品 率分别由攻 关前的 5. 2% 和 15. 3% 下降 到攻关 后的 0. 5% 和 5. 1% 。同时 也取得了一 定的经济效 益 ,加 工废品、换件数的 下 降 ,一年为我厂节 约加工费和装配换飞轮壳的人工费近 40万元。
增压速度控制在 0. 004 M Pa /s。 2. 8 保压时间
保压时间 控制在 5～ 6 min,以直浇口 有 15～ 20 m m凝固 圆 周为最佳。
应注意的问题: ( 1) 保温炉材料为中硅 球铁 ,升液 管为合金钢 ,密封盖 ,铝 水 包及其他工位器具都是铸铁的。 为了防止这些设备、器具的铁渗 入铝合金液 ,必须 对上述器具进行涂料处理。 涂料配比为水玻璃 ∶氧化锌∶水 = 1∶ 5∶ 14。 涂料厚为 1～ 1. 5 mm,上涂 料前要清 除旧涂料、氧化皮 和脏物 ,然后需预热 300～ 400℃。 ( 2) 升液管 及坩埚的气 密要求: 升液 管应有 良好的气 密性 , 要经过 0. 6 M Pa水压密封性试验 ,具有一定的耐压性。 为防止金 属液在管口冻结 ,在管口采用电阻丝加热。 坩埚与密封盖的结合 面处应平整无缺陷 ,能确保结合面密封 ,并有一定的耐热抗蚀性。
有色 合金 压力铸 造 ,低压铸 造或 重力 铸造的 铸件 喷抛后 需 要涂装处理 的 ,可采用 0. 8 mm, 0. 6 mm , 0. 4 mm的 比例分 别为 50% , 20% , 20% 左 右 ,抛出的 铸件 看不出 产品 修、锉、磨 的 痕迹 ,且强化好 ,抗蚀能 力佳 ,涂装附 着能力 强。 如汽车、摩托 车 的铝合金轮毂就是采用这种方法处理的 。
3 模具准备
3. 1 模具清理 要定 期对飞 轮壳 模具特 别是 排气通 道进 行清理 ,以 免影 响
排气效果。 3. 2 喷刷涂料
喷刷涂料的作用是: ( 1) 避免铝液与模具直 接接触 ,提高模具的使用寿命。 ( 2) 减少 飞轮 壳与模 具之 间的“附着 力” ,使飞 轮壳 出模 方 便。 ( 3) 根据涂料层不同厚 度 ,可调节飞轮壳的冷却速度。 通过
经验集锦
特种铸造及有色合金 1999年增刊第 1期
6110柴 油 机 飞 轮 壳 的 低 压 铸 造 工 艺
无锡柴油机厂 倪 敏 唐 力
6110柴油 机齿轮 室罩盖 —— 飞轮壳 是 6110柴油 机的重 要 零件之一。采用低压铸造工艺生产。其材质为 Z L104,结构特点是 壁厚不均匀 ,一般壁厚为 6 mm,最大壁厚 40 mm。 外形大 ,最大 直径为 450 mm,高近 180 mm ,整个铸件质量达 16 kg。刚度要求 高且要有一定的抗渗漏能力。 长期以来飞轮壳质 量不稳定 ,飞轮 壳易渗漏是一个致命缺陷。 针对此问题 ,组织了技术攻关。
(编辑: 袁振国 )
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锌合金 压铸件采用 锌丸喷、抛 ,完 全可靠 ,经济合理 ,抛后 再 钝化处理 ,防锈能 力极佳。 如日本的化油器就是采用这种方法处 理的。
3 弹丸 (磨料 )抛射力与覆盖率的关系
抛丸 按线速 度来 计算冲 击力 ,喷丸 用压 缩空 气压力 来计 算 喷射力 ,抛出或喷出 的弹丸采用 质量计数 ,所以单 位时间抛 (喷 ) 设备出来的丸粒在同等质量下 ,小规格丸粒多 ,覆盖率高 ,单个射 击力小 ,大规格的丸 粒少 ,覆盖率 低 ,单个射击 力大。 要求 : 一 是 抛丸 时要保证 一定的 线速度 和弹 丸量 ; 二是 经处 理铸件 的表 面 清洁、平滑、光亮 ;三是铸件 表面龟裂和表层下的缺陷容易在检验 中发现 ,而再作返修处 理 ;四 是抛喷后的 铸件不允许 有丸粒夹 在 产品中带出。
目前 ,金城 摩托 车及一 些汽 车有色 合金 铸件 均采用 了新 型 弹丸 (磨料 )抛丸处理 ,表面 质量有了很大提高。
(编辑: 袁振国 )
* 彭志根 ,男 , 1938年出生 ,高级工程师 ,金福泰实业有限公司 ,南京中山东路三条巷 18号 109室 ( 210002) 收稿日期: 1998- 10- 08
1 新型弹丸 (磨料 )的特性
新型弹丸是不锈钢 切丝丸 ,采用 G B4240- 84冷拔丝 经专门 设备高 速切断而 成 ,无氧 化、缩 松、气孔、微观 裂纹 ,表 面光亮 ,切
丸断面 收缩率大 于 30% ,在使用 过程中 不会像 铸钢丸 出现碎 裂 现象 ,具有粒度均 匀、硬度稳定 ,强度高、韧性好等特点 ,经反复喷 抛后始终不 碎、不 裂 ,具有 安全可靠 和良好的技 术效果。 寿命 是 铸钢丸的 2～ 3倍 ,其性能见表 1。
试验 ,飞轮壳模具涂料层厚度取 0. 5 mm 为宜。 ( 4) 可以 避免模 具的 氧化锈 蚀 ,同时 表面 的涂 料充 泡起 着
“蓄气库”的作用 ,减少飞轮壳产生气孔的可能。 ( 5) 喷刷方法: 涂料的配比为水玻璃∶氧化锌∶水为 1∶ 2∶
17。 模具喷刷涂料前必须预热 150～ 250℃。 采用上述优化的工艺参数 ,取得了明显的成效。 如飞轮壳在
( 2) 熔炼 熔炼在油炉中进行 ,容量为 1 t,温度控制在 700～ 740℃ ,用 便携式温度计测试。在容量为 500 kg 的保温炉中进行保温 ,放入 保温炉的铝液不可低于 680℃。 1. 2 铝液的处理 铝液的 精炼采用二 次精炼 ,一次精炼 在油炉中进 行 ,精 炼温 度控制在 700～ 740℃ ,二次精炼在保温炉中进行 ,精炼温度控制 在 680～ 700℃。 精炼剂用 C2 Cl6 ,加入量为 0. 3% ～ 0. 6% 。 C2 Cl6 为块 状 ,以减缓精 炼剧 烈程 度 ,延 长精 炼时间 和提 高精 炼效果。 由于 ZL 104含硅量超过 6% ,因此要进行变 质处理 ,细化晶粒 ,提 高 力学性 能。 变质处 理在 保温炉 中进 行 ,变质处 理温 度控制 在 725～ 740℃ ,变质剂用三元变质剂 (主要成分: 氟化钠 25% ,氟化 钾 13% ) ,加入量为 2% ～ 3% 。变质剂均匀撒在液面上 ,使铝液在 变质剂层 下保持 10～ 12 min,熔剂层会 结成一层硬壳 ,然后 将熔 剂硬壳破 碎压入铝液并搅拌 3～ 5 min,让钠离子充分 扩散 ,然后 将液面表面熔渣去除 ,把铝液调整到 680℃后再浇注。 试验中发 现 ,浇注时间 不可超过 4 h ,否则 会出现 变质失 效 ,即 U体 重新 析 出 ,形成粗大的晶粒 ,力学性能下降 ,因此超过 4 h应将铝 液重新 变质及精炼。
铝合金压铸件采用 0. 3 mm , 0. 14～ 0. 29 mm的 不锈钢 丸 ,比例 分别为 60% , 40% ,抛出 的产品 表面光 亮 ,纹理 细致 ,抗 腐蚀能力强 ,不变色 ,需要涂装附着能力较好。
也可 采用 不锈钢 丸与 铝切丝 丸混 合抛 ,比例 为不 锈钢丸 约 30% ,铝丸约 70% ,但产品 放在湿 度较高 的环境仍 会变 色 ,如 完 全采用铝丸抛 ,最好抛后立即涂装处理。
黄色 ,生产中可直 接根据涂料颜色而定。 2. 2 浇注温度
试验表明 ,开始浇注时模具温度低 ,浇注温度控制在 680℃ , 随着模具温度逐渐升高 ,逐渐降低铝液温度到 650℃左右 。 2. 3 升液压力
合适 的升液 压力 可保证 铝液 在型腔 中上 升平稳 ,避 免形 成 紊流 ,使铝水在型 腔中翻滚而 形成氧化 夹杂。 试验表明: 初始 压 力为 0. 024 M Pa,每压 一只飞轮壳铸件将压力调高 0. 001 M Pa。 2. 4 升液、充型速度
升液、充型速度快 慢原则是 使铝液上升 时能顺利排 气撇渣 , 不 造 成浇 口 喷射 ,不导 致 铝液 温 度 明显 降 低。 通 过试 验 以 90 mm /s 的均速升液为最佳。 2. 5 充型压力
充型压力控制在 0. 11～ 0. 14 M Pa。 2. 6 保压压力
保证压力选择为 0. 12～ 0. 15 M Pa。 2. 7 增压速度
倪 敏 ,女 , 1962年出生 ,高级工程师 ,无锡柴油机厂协作配套处质量科 ,无锡市塘南一支路 9号 ( 214026) 收稿日期: 1998- 11- 14