消失模铸造法生产汽车球铁轮毂铸件

流年

消失模铸造生产球铁件经常出现疏松、碳缺陷、粘砂、变形等缺陷。通过我们合理设计工艺，严格控制，结合生产实践情况，对QT500-7的消失模铸造工艺经过有效的改进和修正，使工艺更合理。综合一年多的生产实践，获得了较好的技术经济效果。

消失模铸造技术是新兴的铸造成形的工艺，具有尺寸精度高，表面光洁；被誉为“二十一世界的绿色铸造方法”，由于该工艺有诸多优点，所以被广泛推广。2007年5月份，我公司引进消失模铸造工艺建成年产3000t的生产线，现已成为四川地区消失模铸造汽车铸件的生产基地之一，我公司主要生产汽车变速箱箱体、变速箱箱盖、工程车离合器压盖压盘及汽车轮毂等铸件，现在就消失模铸造工艺生产汽车轮毂作一介绍。

1 铸件材质牌号和组织要求
    （1）材质牌号：QT500-7（铸态）；
    （2）球化级别≥III级；
    （3）基体组织：珠光体+铁素体，（珠光体＞50%）；
    （4) 显微组织：碳化物＜3%，磷共晶＜1.0%。

2 泡沫模具的成型和组合
    （1）消失模铸造的泡沫材料是直接影响铸件质量的关键因素之一。我公司选用STMMA可发性共聚树脂珠粒，降低了铸件碳缺陷的产生。考虑到泡沫模的强度，发泡密度控制在18~20g/mm3，严格控制预发泡工艺；控制珠粒密度波动，用自动成型机成型，合理设计进料口，以满足珠粒紧实要求。得到的模样表面光洁，紧实度均匀。
    （2）将成型合格的泡沫模样经过干燥后，按照工艺要求进行组合，采用底注式浇注系统，在泡沫模型的最高处开设集渣冒口。

3 涂料
     利用国产原材料自行配置涂料，严格控制涂料的原材料质量，控制涂料的成分、密度、搅拌时间和涂覆质量及干燥质量。

4 振动造型
     采用三维振实台振动，采用边填充砂边振实的方式进行装箱，控制好型砂的粒度和粉尘含量，

5 浇注及负压度的控制
     消失模铸造中泡沫的消失是一个复杂的物理、化学过程，最终导致铁液温度降低、浇注时间增长。根据我们生产经验和工艺试验，最终确定浇注温度控制在1400℃~1460℃，负压度控制在－0.03MPa~－0.05MPa

6 铁液的熔炼和球化工艺
   （1）原材料要求：生产球铁的原材料要严格控制，这是生产优质铸件的前提条件。一般选择Q10（GB1412-2005）专用生铁作为主要原材料。炉料要保持清洁、干燥，成分要稳定，炉料中杂质太多会影响球化处理质量。
   （2）铁液的质量控制：采用中频感应炉熔炼。铁液的质量好，则凝固时能够形成的石墨数量多；共晶团细小，从而有效地克服组织疏松。球墨铸铁金属液的流动性不如灰铁，铁液出炉温度要高，有利于脱硫、除气、净化铁液及强化孕育，且球墨铸铁在处理过程中要降温，为保证浇注温度，球墨铸铁铁液出炉温度要求控制在1480—1540C，在熔炼过程中要防止氧化，在浇注的过程中不能使炉渣进入铁液中，影响球墨铸铁件的质量。熔炼和孕育过程中，Mg、RE和P、S的成分波动要小，而C、Si、Mn则由于原材料等原因波动较大，对球墨铸铁的力学性能会产生直接影响。
   （3）球化孕育处理：球墨铸铁的球化处理是使石墨球化，同时除去S及杂质等，球化质量决定石墨的圆整度和球化级别。球化是高强度球墨铸铁的首要条件，球墨的大小、数量及分布情况，对于力学性能有很大的影响。球化剂的种类很多，我公司选用球化剂FeSiMg8RE3，根据球墨铸铁的牌号及铁液中的S的含量，其加入量为1.2—1.5%,粒度为5—15mm，球化处理采用冲入法，具有简便、灵活、方便、等优点。
     孕育处理是球墨铸铁生产中的一个重要环节，其作用是增加石墨球数，并使石墨细化、圆整、分布均匀，分散共晶团和石墨的大小及数量。孕育剂的种类也很多，我公司采用75SiFe孕育剂，粒度为3mm~15mm，加入量为1.2%~1.6%，分二次孕育，球化剂和孕育剂需经300℃左右预热处理，浇包预热至暗红色（700℃~800℃）。无论是控制铁液化学成分，还是进行球化孕育处理，目的都是要改善金相组织，通过上述工艺控制的金相组织和力学性能都符合铸件技术要求。

7 常见缺陷及分析
   （1）缩松：试制中铸件缩松缺陷达20%左右，我们曾试图通过增加冒口补缩的方法解决，但效果不太明显。经过分析，主要是由于型砂的强度不够，因此，我们在浇注后持续保压30min，这样缩松现象消除了；
   （2）粘砂：粘砂多为机械粘砂，经常出现在发兰盘部的内腔处，多数是因为振动不实所致，造成铁包砂难以清除。由于粘砂的部位有一致性，我们在发兰盘下部的内腔处用手工加砂，基本消除粘砂现象。
   （3）变形：由于零件壁厚不均匀，零件在制模、熟化、挂涂、造型过程中稍有不慎就会导致零件变形。针对以上环节，我们在粘结工序专门采取了加固措施；在涂覆工序专门设置检验涂覆质量；振动造型时严格控制工艺参数。通过这些措施，解决了铸件变形的问题。

8 结论
   （1）在原料选择上，STMMA共聚珠粒是解决球铁碳黑缺陷的首选材料、能提高铸件外观质量；
（2）铸件采用底注式多点浇注无冒口的工艺方案，提高了铸件的出品率；
（3）根据产品的特性，合理确定各过程的工艺参数及控制方法，确保整个过程合格稳定、受控。