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[讨论] 重型汽车轮毂铸造工艺设计优化及应用【分享】

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    [LV.Master]伴坛终老

    发表于 2020-6-3 07:48:17 | 显示全部楼层 |阅读模式

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         随着国家基础设施建设的发展,促进了我国运输车辆进一步向重型化趋势迈进,越来越倾向于使用大功率、重吨位的载货汽车。轮毂铸件是重型卡车关键零部件之一, 它与刹车鼓、轮辋和轮胎组成总成件,起着连接制动和车辆承载的重要作用,是汽车行驶的重要安全部件。因此,要求轮毂具有较好的综合性能,不仅具有较高的强度、韧性,还需要有较高的尺寸精度。
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       根据产品的使用要求,对重卡轮毂的铸造工艺进行了改进优化,生产的轮毂铸件性能优良、成品率提高。在工艺设计优化及生产过程中,使用CAE软件进行充型凝固模拟;使用中频感应电炉熔炼合成铸铁。使用东久无箱造型线生产。

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       1、轮毂铸件质量指标
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       因重卡载重量大,轮毂铸件材质必须具有良好的综合性能,以满足用户需要,避免产品在使用过程中出现失效开裂等现象。根据使用特性,特对轮毂铸件规定其性能技术指标:

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      (1)机械性能:抗拉强度≥500MPa、延伸率≥10%、硬度HBW175~190;

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      (2)金相组织:石墨球化率≥85%、珠光体15~35%、渗碳体+磷共晶<2%、其余为铁素体。
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       2、化学成分优化

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       通常,抗拉强度与延伸率是一对相互矛盾的性能指标,材料强度越高往往会造成延伸率降低。为此,考虑在增加珠光体含量以提高强度、硬度的同时而保证延伸率维持在一定高水平上,以满足产品质量指标的要求。在原材料配比和熔炼工艺上再进行优化,原材料不再使用新生铁,而使用打包废钢和球铁回炉料;炉前采用Si-Mn合金进行孕育;炉内采用增碳工艺;球化孕育处理后铁水满足C+0.23Si的值在共晶点附近。下面表1是工艺改进前后轮毂铸件的各项数据对比情况

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         3、浇注系统改进
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       原工艺设计中,浇注系统采用两个浇道分散热量,将内浇道开设在法兰壁薄处,见图1(a),以防止铸件热节处被浇口铁液加热。但生产过程中发现在下模热节处出现缩松缩孔情况,如图1(b)所示。经分析认为此处在充型时被铁水持续加热,形成热节,而此位置距冒口较远,无法补缩。改进后浇注系统见图2所示,采用单浇道并将铸件翻转180度,同时将冒口布置在铸件出现缩松缩孔处,虽然此处仍然是铁水充型通道,但冒口容易对该热节处进行补缩。并且产品翻转180度以后,法兰处热节放于下模,最先充入水,并可进行压力补缩。
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          4、坭芯结构改进

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        轮毂铸件基本结构类似圆柱体,中间有法兰,由于内腔局部内凹,无法直接起模吊砂,需要设置坭芯,分型面设置在法兰部位。由于生产线与轮毂结构的限制,铸件内部坭芯采用人工下芯。图3为工艺改进前的坭芯结构,其质量较大,不便人工下芯并影响工作效率。改进后,设计了一种局部吊砂加环形砂芯结构工艺的新型坭芯,如图4所示。采用这种坭芯结构工艺,一方面减轻了坭芯重量,降低了坭芯成本,提高了下芯效率,另一方面还降低了坭芯高度,两头采用吊砂设计则降低了坭芯对尺寸精度的影响,提高了产品的铸造精度。

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         5、结论
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       (1)在轮毂铸件成分优化中,控制C+0.23Si≈4.3%,并通过炉前Si-Mn合金孕育等手段,能够稳定生产出合格的材质。

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       (2)改进浇注系统设计,冒口移近热节,解决冒口补缩距离长所造成的缩松、缩孔缺陷。
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       (3)改进坭芯结构设计,采用环形坭芯结构和局部吊砂的工艺,提高了铸造精度,降低了铸造生产成本。
                                                           (来源:互联网)
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    [LV.1]初来乍到

    发表于 2020-6-3 11:31:09 | 显示全部楼层
    很好奇冒口放在那里怎么造型?是增加一个泥芯吗。同时表示怀疑这样一个冒口能不能解决。$ P- ^2 l) M* _* }! z
    这样的泥芯结构节约成本,但是实际上可能尺寸把握上还要差一点,上、下模错型了会导致内腔余量偏少
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    [LV.Master]伴坛终老

     楼主| 发表于 2020-6-3 11:55:54 | 显示全部楼层
    卡不死 发表于 2020-6-3 11:31
    ) r/ e( i( N: a% m% T3 d很好奇冒口放在那里怎么造型?是增加一个泥芯吗。同时表示怀疑这样一个冒口能不能解决。- c9 k/ {% H) _2 I$ T4 `2 K3 S
    这样的泥芯结构节 ...

    0 r: V  b  m: ]3 d4 J1 U) o% w4 a这个冒口是热冒口,从补缩的功效上看,效果应该是不错的。* R5 P6 N- J# ?

    . I' L# v: J( k6 u0 ^0 F至于冒口位置的造型,这好办,只要通过下个芯子就OK了~
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    发表于 2020-6-3 20:16:36 | 显示全部楼层
    卡不死 发表于 2020-6-3 11:31
    : P7 f) X4 [: \( k0 \$ u很好奇冒口放在那里怎么造型?是增加一个泥芯吗。同时表示怀疑这样一个冒口能不能解决。" m/ y3 f  N% A2 Y
    这样的泥芯结构节 ...

    ! @" W0 d; ?. y% h/ ^应该和产品结构也有关系。卡车轮毂有些厂家为了减重用了特殊结构的估计这个工艺难以保证的。
    4 t* R7 e: r3 |- [
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    [LV.7]常住居民III

    发表于 2020-6-3 20:18:09 | 显示全部楼层
    从哪搬的,给个出处呗?+ x( U6 v: x" W3 |  h  o' n
    吊芯操作也不方便的,生产效率如何》是什么线上的产品?还是树脂砂工艺的?
    . r4 s* q1 \: S' H, `4 J
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    [LV.1]初来乍到

    发表于 2020-6-3 21:11:04 | 显示全部楼层
    fbi-2008 发表于 2020-6-3 20:18. w0 I& d; k7 n% L7 q6 N
    从哪搬的,给个出处呗?1 N# K% l8 ]/ F% e
    吊芯操作也不方便的,生产效率如何》是什么线上的产品?还是树脂砂工艺的?8 _# _/ b  _. C$ g
    ...

    / X6 Y7 E' b# F# F这个芯子操作是没什么问题的,就是这个冒口工艺,可能适应性不是很强

    点评

    绝对有参考和启发意义!  发表于 2020-6-3 21:16
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    [LV.Master]伴坛终老

     楼主| 发表于 2020-6-3 21:15:24 | 显示全部楼层
    fbi-2008 发表于 2020-6-3 20:18# U2 V! x$ O/ W0 {  k, D  G: z
    从哪搬的,给个出处呗?
    6 j3 u1 @5 j( B+ o' n+ s8 @0 T; H吊芯操作也不方便的,生产效率如何》是什么线上的产品?还是树脂砂工艺的?+ I7 V; m! \, S6 p  {
    ...
    5 s3 D. l% W4 F, s  p
    这个是我在查相关资料时无意中发现的,感觉比较有参考意义,所以才转来分享~
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    无聊
    2018-11-19 21:56
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    [LV.7]常住居民III

    发表于 2020-6-3 22:43:33 | 显示全部楼层
    老翻砂匠 发表于 2020-6-3 21:15
    ) t+ [2 s" r3 W) l4 o. u# L" ?4 {. n这个是我在查相关资料时无意中发现的,感觉比较有参考意义,所以才转来分享~ ...

    ; ~0 C9 f% C  p) K+ {分享指明出处是好习惯。咱不能削贵省铸协
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    开心
    昨天 20:23
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    [LV.Master]伴坛终老

     楼主| 发表于 2020-6-3 22:49:46 | 显示全部楼层
    fbi-2008 发表于 2020-6-3 22:43
    $ E7 _% n9 W7 r" J! s5 j分享指明出处是好习惯。咱不能削贵省铸协
      (来源:互联网)
    不是声明了出处了吗?
    0 p  _3 P/ m3 e/ m" b" G6 m
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    开心
    2023-10-29 15:26
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    [LV.6]常住居民II

    发表于 2022-5-7 10:24:22 | 显示全部楼层
    学习了呀 初学者 只能看 不敢乱说
  • TA的每日心情
    擦汗
    2022-10-27 13:57
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    [LV.5]常住居民I

    发表于 2022-5-7 17:28:25 | 显示全部楼层
    内径尺寸够大的,直接把冒口做在芯子里。这种方案很成熟了
  • TA的每日心情
    难过
    2022-9-1 16:39
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    [LV.6]常住居民II

    发表于 2022-9-2 08:07:22 | 显示全部楼层
    首席铸造砖家 发表于 2022-5-7 17:283 ]/ L. [) w( `  q) F
    内径尺寸够大的,直接把冒口做在芯子里。这种方案很成熟了
    & @1 k) U% e9 }' z
    有些内腔放保温冒口套,冒口颈部位很难清理
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    开心
    2023-10-29 15:26
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    [LV.6]常住居民II

    发表于 2023-4-24 10:23:51 | 显示全部楼层
    公司为了铁水利用率很难让做2个冒口
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