專利名稱::生產(chǎn)汽車工字前軸的熔模精密鑄造工藝的制作方法
技術領域:
:本發(fā)明涉及汽車工字前軸的生產(chǎn)加工工藝,特別是一種生產(chǎn)汽車工字前軸的熔模精密鑄造工藝。技術背景汽車工字前軸(以下簡稱前軸)是汽車承載的重要安全件。目前國內各生產(chǎn)廠家的前軸產(chǎn)品,都是采用鍛造工藝,將45tt鋼鍛造成前軸毛坯,經(jīng)熱處理、金加工而成,其設備投資、模具投資成本較高,且開發(fā)新品種的速度較慢、投資較大。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于提供一種生產(chǎn)汽車工字前軸的熔模精密鑄造工藝,它不僅可大大降低設備投資、模具投資,從而降低生產(chǎn)成本,而且開發(fā)新品種速度快、投資少。本發(fā)明技術方案是這樣構成的,其特征在于,它是按照以下工藝步驟順序制備(1)根據(jù)汽車工字前軸毛坯形狀制作蠟模包括依次進行的注蠟、蠟模定型、蠟模修補和檢驗、蠟模組焊及焊接澆帽口工序;(2)制作模殼①先在步驟(1)加工制得的蠟模表面進行數(shù)道的涂抹涂料、撒砂并使涂料硬化的模殼初步成形工序,②接著進行脫蠟,使模殼與蠟模分離,形成單獨的模殼;(3)焙燒步驟(2)制備的模殼;(4)在制作好爐襯后,根據(jù)熔煉后鋼水所要達到的化學成分要求和熔煉過程的燒損率計算熔煉前爐料所要達到的化學成分要求,之后對用于煉鋼的爐料成分進行分析檢測和配比,從而選用適當配比的爐料和添加劑進行鋼水熔煉;當爐料熔煉成液相時,對鋼水的化學成分進行爐前分析,若鋼水達到規(guī)定的化學成分要求,則加入預脫氧劑錳鐵0.2-0.5%和硅鐵0.05%-0.2%,繼續(xù)進行熔煉,若鋼水未達到規(guī)定的化學成分要求,則加入使其達到規(guī)定化學成分的必要添加劑及上述的預脫氧劑;當熔煉溫度達到1570°C-160(TC時,鋼水出爐入澆包,在入澆包前在澆包中先加入0.05%鋁用以對鋼水終脫氧;最后將鋼水澆注入步驟(3)焙燒好的模殼內;以上百分比為質量百分比;(5)將步驟(4)澆注成型的汽車工字前軸鑄件脫去模殼,進行清砂和割澆冒口;(6)對步驟(5)加工好的鑄件進行打磨修整和檢驗;(7)對步驟(6)加工好的鑄件進行調質熱處理;(8)對步驟(7)加工好的鑄件進行校正和噴丸處理;(9)對步驟(8)加工好的鑄件進行金加工處理。較之已有技術而言,本發(fā)明由于創(chuàng)造性地采用熔模精密鑄造工藝生產(chǎn)汽車工字前軸毛坯鑄件,再對毛坯鑄件進行熱處理、金加工以制成產(chǎn)品,因此具有以下優(yōu)點(1)可大大降低設備投資、模具投資,從而降低生產(chǎn)成本;(2)開發(fā)新品種速度快、投資少,采用其它方法開發(fā)新品種的時間大約在半年至一年,模具費20萬元以上,而利用本發(fā)明開發(fā)新產(chǎn)品的時間〈3個月,械具費〈0.5萬元;(3)產(chǎn)品質量良好,具有更高的抗彎曲強度和抗疲勞壽命,本發(fā)明制備的前軸產(chǎn)品經(jīng)國家重型汽車質量監(jiān)督檢驗中心(重慶)、中國汽車工業(yè)公司長春汽車研究所、國家汽車質量監(jiān)督檢驗中心(襄樊)、躍進汽車集團汽車研究所、濟南汽車檢測中心等國家級汽車研究所和檢驗單位的多次試驗,其疲勞壽命、靜彎曲強度(剛度)指標均達到國家行業(yè)標準要求(即QC/T483-1999、QC/T494-1999),自生產(chǎn)銷售該產(chǎn)品近10年來,銷售量約100萬支,經(jīng)用戶使用證明質量良好,未出現(xiàn)什么問題。本發(fā)明的進一步改進還在于煉鋼時,制作前軸的材質采用ZG40Cr低合金鑄鋼材質代替以往國內鍛造前軸所用的材質(45#鋼),其用于熔煉汽車工字前軸鋼水的爐料材質含有以下質量百分數(shù)的化學成分碳0.4-0.45%,硅0.30%-0.40%,Mn0.60%-0.80%,鉻0.80%_1.10%,P《0.05%,S《0.05%;熔煉過程允許的燒損率為硅0-5%,錳5-12%,碳5-12%,鉻5_10%。因此大大提高了熱處理后的前軸的綜合機械性能。具體實施方式下面具體實施方式對本
發(fā)明內容進行詳細說明本發(fā)明生產(chǎn)汽車工字前軸的熔模精密鑄造工藝,它是按照以下工藝步驟順序制備(1)根據(jù)汽車工字前軸毛坯形狀制作蠟模包括依次進行的注蠟、蠟模定型、蠟模修補和檢驗、蠟模組焊及焊接澆帽口工序;(2)制作模殼①先在步驟(1)加工制得的蠟模表面進行數(shù)道的涂抹涂料、撒砂并使涂料硬化的模殼初步成形工序,②接著進行脫蠟,使模殼與蠟模分離,形成單獨的模殼;(3)焙燒步驟(2)制備的模殼;(4)在制作好爐襯后,根據(jù)熔煉后鋼水所要達到的化學成分要求和熔煉過程的燒損率計算熔煉前爐料所要達到的化學成分要求,之后對用于煉鋼的爐料成分進行分析檢測和配比,從而選用適當配比的爐料和添加劑進行鋼水熔煉;當爐料熔煉成液相時,對鋼水的化學成分進行爐前分析,若鋼水達到規(guī)定的化學成分要求,則加入預脫氧劑錳鐵0.2_0.5%和硅鐵0.05%-0.2%,繼續(xù)進行熔煉,若鋼水未達到規(guī)定的化學成分要求,則加入使其達到規(guī)定化學成分的必要添加劑及上述的預脫氧劑;當熔煉溫度達到157(TC-1600'C時,鋼水出爐入澆包,在入澆包前在澆包中先加入0.05%鋁用以對鋼水終脫氧;最后將鋼水澆注入步驟(3)焙燒好的模殼內;以上百分比為質量百分比;(5)將步驟(4)澆注成型的汽車工字前軸鑄件脫去模殼,進行清砂和割澆冒口;(6)對步驟(5)加工好的鑄件進行打磨修整和檢驗;(7)對步驟(6)加工好的鑄件進行調質熱處理;(8)對步驟(7)加工好的鑄件進行校正和噴丸處理;(9)對步驟(8)加工好的鑄件進行金加工處理。上述各步驟的具體制備過程和工藝要求說明如下(一)制作蠟模的步驟和工藝要求1.所述蠟模的制備原料為石蠟67%,硬脂酸33%;夏季采用熔點為62-64'C的工業(yè)用石蠟,冬季采用熔點為58'C的工業(yè)用石蠟;所述硬脂酸采用三壓一級或二壓二級、且熔點》58°C、油酸含量《10%的硬脂酸;夏季在蠟模原料中增加5-10%硬脂酸(以提高模料的軟化點),冬季在蠟模原料中增加5-20%石蠟(以提高模料的強度,防止蠟模開裂)。2.所述蠟模的制備過程如下順序進行(1)熔蠟桶加水向熔蠟桶襯套加足水,通電將水加溫至95'C;(2)熔蠟桶加料將配比好的蠟模原料放入熔蠟桶內,將其熔化為液化狀態(tài);(3)攪蠟桶加水向攪蠟桶的水襯套加足水,通電將水加溫至45-5(TC;(4)攪蠟桶加料向攪蠟桶加入已液化的蠟液和等量蠟屑片,加入量控制在半桶左右;(5)攪蠟通電攪拌,邊攪拌邊加入蠟液和蠟屑片,該過程溫度控制在46'C-48°C;(6)待桶內蠟液被攪成質地均勻、稠度合適的糊狀后,停止攪拌,攪拌好的蠟料備用;(7)加壓桶加水向壓蠟機的水襯套加足水,通電將水加溫,夏季50-55°C,冬季55-60。C;(8)加壓桶加料擰開壓蠟機裝料缸上的放氣閥,保證缸內壓力為0時,打開加料口蓋子,向料缸倒入已攪拌好的蠟料,關緊蓋子,關閉放氣閥;(9)加壓桶加壓打開裝料缸的進氣閥,表壓控制在0.3-0.4Mpa;(10)對蠟模鋁模型進行注前清理用干凈的紗布或毛刷去除壓型工作面上的蠟屑,并薄薄地涂上一層分型劑;(11)注蠟將壓蠟槍的出蠟口對準鋁模型的注蠟口,將壓蠟機料缸的蠟液壓入鋁模型腔內,待鋁模型另一個出蠟口噴出蠟液時,抬起注蠟槍頭,停止壓注;(12)保壓壓注結束后,保壓20秒-1分鐘,保壓一結束,提起壓蠟槍,立即用澆口墊塊或冷蠟塊蓋住鋁模型上的注蠟口;(13)冷卻鋁模型對注完蠟料的鋁模型周邊大量澆水進行冷卻,澆水要均勻周到,冷卻時間不少于2分種;(14)取模并冷卻打開鋁模型取出蠟模,并將蠟模放進冷卻水中繼續(xù)冷卻,冷卻時間不少于15分鐘,冷卻過程中不斷翻動蠟模;(15)空冷定型從冷水中取出蠟模送入定型室,擺放在模架上進行定型,定型室溫度控制在18-25。C;(16)對蠟模進行修補和檢驗①對定型室取出的蠟模刮去多余毛刺和飛邊,對凹陷和缺漏的部位,用熱的小刀將其表面燙化,再用稠的熱蠟補上,冷卻后刮平;②對有扭曲或變形的蠟模,將它放入30-35'C的熱水浸軟后進行校正,校正后放入冷水中定型;對扭曲或變形量過大的蠟模,作報廢處理;③對于修補后表面難刮平的曲面,用熱的小刀將其表面燙化、刮平;④修整好的蠟模用軟毛刷刷去蠟屑,整齊排放在平板上,由檢驗員對其逐一檢驗。3.組焊過程及工藝要求如下(1)將厚度為2-1.5mm焊刀在電爐上加熱;①每種蠟模焊接成串時采用何種澆口棒,焊幾面,每面焊幾只等都按工藝卡片規(guī)定執(zhí)行;②兩只蠟模的距離為6—15mm,若相對應的是面對面,間距應取大,若是面對線,點或是線對線,點對點則間距可以減少;③最上一只蠟模與燒口杯頂端的距離不得小于70mm;④最下一只蠟模與澆口杯底端的距離為5—10mm;⑤蠟模與直澆口應成一角度,便于脫蠟時模料上浮和澆注時排除氣體。(2)兩直澆口應分別焊在兩簧板面的焊接口位置上。(3)焊面必須全面焊牢,杜絕假焊和焊接面間留有空隙。(4)蠟模焊完畢后,必須自檢焊接質量,清除蠟滴和蠟屑,放置在干凈的地面或持在架上,待用。(二)模殼的制作過程和工藝要求如下(1)制作模殼時,蠟模表面的涂料層由里至外依次由一層面層、三層過渡層和一層加強層組成,各涂料層的原料重量份數(shù)配比和工藝要求如下①面層水玻璃1份,站石英粉1.2-1.25份,脫脂劑O.15份,除泡劑0.05份,以粘度計滴漏時間確定的粘度18-48秒,硬化時間20-30分鐘,風干時間為夏天6090分鐘、冬天120分鐘以上;其中水玻璃的密度為1.27-1.29克/厘米3;②過渡層水玻璃1份,卯石英粉l-l.l份,以粘度計滴漏時間確定的粘度16-45秒,硬化時間30-40分鐘,風干時間與面層相同;其中水玻璃的密度為1.29-1.31克/厘米3;③加強層水玻璃1份,8tt石英粉0.6份,回制的8II石英粉0.4份,以粘度計滴漏時間確定的粘度20-50秒,硬化時間為夏天20-30分鐘、冬天120分鐘,風干時間與面層相同;其中水玻璃的密度為1.34-1.36克/厘米3;上述面層、過渡層及加強層的粘度在夏季取范圍中的低值,冬季取范圍中的高值(在冬季為保證合適粘度可適量降低水玻璃比重,而不能使粉液比低于低值,對面層尤為重要,在9tt石英粉料來源穩(wěn)定的情況下,可根據(jù)涂料粘度控制粉液比,但要考慮氣溫變化因素);9#石英粉的Si02含量》98y。、熔點》168(TC、通過220目的含量〉70%、200目以上殘留量《10%;8tt石英粉的Si02含量》98M、熔點》166(TC、全部通過220目;(2)制作模殼時的涂抹涂料、撒砂并使涂料硬化的過程是按照以下步驟順序進行的①根據(jù)所涂涂料層,按本權利要求(1)款中相應涂料層的相關工藝要求,調整水玻璃,使其達到規(guī)定值;②根據(jù)所涂涂料層,按本權利要求(1)款中相應涂料層的相關工藝要求,稱取水玻璃和石英粉倒入涂料缸內;③開動攪拌機攪拌,直至涂料中無干粉團塊為止;④初測涂料粘度,如果是面層涂抹涂料,還需按本權利要求(1)款的要求加入脫脂劑和除泡劑;⑤調整涂料粘度至本權利要求(1)款中粘度規(guī)定范圍后,繼續(xù)攪拌20分鐘以上;⑥攪拌好的涂料要放置4小時后,使水玻璃和石英粉料進一步潤濕、氣泡浮逸出后才可使用;⑦蠟模浸涂料,按照以下步驟和要求依次進行a.控制蠟模浸入涂料的角度和速度,以蠟模浸時不折斷和壓脫蠟模、涂料易進入孔洞又不易在拐角處引起氣泡為原則;b.蠟模浸入涂料后,輕輕地上下移動和來回轉動;C.提起蠟模,避免蠟模從澆口棒上脫落;d.對于蠟模上的氣泡用小油筆點破,并加涂覆涂料;e.提起蠟模后,光讓涂料淌滴,接著邊轉動,邊上下調轉,使涂料能均勻地包覆在蠟模表面;⑧撒砂,包括以下步驟和要求a.撒砂時使蠟模不斷來回轉動和上下倒置,使涂料和砂粒分布均勻,防止漏撒;b.撒砂完畢抖掉多余砂粒;c.撒砂必須動作快捷,以免菱角邊緣的涂料自干而粘不上砂粒,在夏季或水玻璃模數(shù)高時尤為重要;d.其中加強層的撒砂配比為回制的3#石英砂80%+3#石英砂20%,其中3tt石英砂的目數(shù)為5/8;⑨涂料硬化,包括以下步驟和要求a.將撒過砂的蠟模吊浸入放有硬化劑的硬化池中,使涂層表面立即和水玻璃發(fā)生硬化反應,產(chǎn)生的二氧化硅膠體將石英砂和粉料牢固地粘結在一起;b.硬化時間參照本權利要求(1)款(硬化時間過短,模殼焙燒時會產(chǎn)生分層、鼓脹、強度不高等問題,硬化時間過長,則模殼會發(fā)脆、易開裂);c.由于將結完第一層砂的蠟模放在硬化池中會浮起來,經(jīng)常翻動蠟模以保證各部位均勻浸潤;風干,包括以下步驟和要求a.提起蠟模后,停留數(shù)秒鐘,讓硬化劑流淌回硬化池后,再放置在架上或地上;b.開排風扇吹干水份;c.風干時間參照本權利要求(1)款,使模殼表面達到"不白不濕"的程度(因風干效果受空氣、溫度、濕度等影響,因此可根據(jù)模殼表面"不白不濕"來作為風干時間的依據(jù),"白"是因模殼表面過于干燥析出氯化氨晶體,象披了一層白毛;"濕"是指模殼上還有明顯的液滴);d.若模殼表面發(fā)"白",需噴或浸水潤濕后才可浸涂下一層涂料;e.若模殼底部有液滴存留時,加長風干時間;f.加強層涂料結完時,在模殼槽內加一根鋼筋,并用細鐵絲纏牢,以增強模殼強度;O)將風干好的模組重復上述涂料、撒砂、硬化、風干各工序,直至結殼5層后,最后浸涂料以防止掉砂;結殼完畢后,放置8個小時以上才進行下一步脫蠟;(3)脫蠟,使模殼與蠟模分離,形成單獨的模殼的過程是按以下步驟順序進行的①向脫蠟池中加入占池容量約3/4的清水,并加入占水重量68%的氯化氨,將水加熱,水溫控制在90土5。C范圍內;②去除蠟模模殼上的砂粒后,將帶模殼的蠟模排列在吊籃內;③在水溫達9095'C時(即水面有少量氣泡翻騰時),將吊籃放入池內;④待澆口杯內的蠟模模料熔化后,取出之前焊接在蠟模上用于形成澆帽口的木棒,待澆口杯內不再有持續(xù)的白色蠟珠上浮時(一般不超過45分鐘),將吊籃提起(不允許以提高水溫到沸騰溫度來縮短熔化蠟模的時間);⑤模殼提出脫蠟池時,一邊搖晃一邊倒出其中的水和浮蠟,再罐入熱水沖洗,最后將模殼倒放在干凈地面上;將脫完蠟的模殼放置8小時以上,才進行下一步焙燒。(4)所述脫脂劑為市售洗凈劑;所述消泡劑為正辛醇CsH180;所述硬化劑采用重量百分比濃度》21.5%、pH值為5-6的工業(yè)用或農業(yè)用氯化氨溶液與水配對而成,其中工業(yè)用氯化氨溶液與水的重量份數(shù)配比值為1:4,農業(yè)用氯化氨溶液與水的重量份數(shù)配比值是l.l:4。(5)蠟料回收過程如下①向蠟料回收缸中(缸中蠟料容量約7(%)加入熱蒸汽來加熱升溫;②待蠟料熔液沸騰60-90分鐘,加入蠟料量的12%濃硫酸或35%工業(yè)鹽酸;③繼續(xù)沸騰35分鐘,直至蠟液中無白色皂化物珠點,呈褐色或淡黃色透明液體為止,停止加熱;④靜置6090分鐘,冬天取下限,夏天取上限,使雜質沉于底部,并在缸的邊緣開始出現(xiàn)蠟液凝結;⑤將上部清液用瓢輕輕舀起,澆成蠟片,要求缸底應留有10-15厘米厚的蠟液。(三)焙燒模殼包括以下步驟焙燒模殼包括以下步驟(1)先在脫蠟后的模殼的薄弱易折斷的部位表面涂膏;涂膏的材料配比為50-60%加強層涂料+70/40目石英砂,其中加強層涂料含水玻璃1份、8ft石英粉0.6份、回制的8#石英粉0.4份;其中水玻璃的密度為1.34-1.36爽/厘米3,8H石英粉的Si02含量》98。/。、熔點》1660°C、全部通過220目;(2)接著將己涂膏過的模殼進行低溫烘干,其工藝控制要求如下入爐溫度〈50。C,溫升控制150-200°C,保溫時間1.5-2小時;(3)將經(jīng)低溫烘干好的模殼吊裝入爐進行焙燒,其工藝控制要求如下入爐溫度〈400。C,溫升控制800-850°C,保溫時間.-1-2小時;(4)將焙燒好的模殼出爐模殼出爐后,應檢査模殼的成色,其表面色澤應為白色或粉白色(焙燒后的模殼在存放時顯示得出現(xiàn)長"白毛"現(xiàn)象)。(四)煉鋼時,用于熔煉汽車工字前軸鋼水的爐料材質應含有以下質量百分數(shù)的化學成分碳0.4-0.45%,硅0.30%-0.40%,Mn0.60%-0.80%,鉻0.80%-1.10%,P《0.05%,S《0.05%;熔煉過程允許的燒損率為硅0-5%,錳5-12%,碳5-12%,鉻5-10%。工字前軸鋼水熔煉工藝說明如下1.熔煉設備工藝要求選用中頻可控硅感應電爐作為熔煉工字前軸鋼水的主要設備。2.感應爐內腔坩堝爐襯材料工藝要求(1)石英砂(粉)成份要求Si02》98%,CaO〈0.5%,F(xiàn)eo+Fe頻.5%,粘土〈0.4%;(2)粘結劑:適量硼酸。3.坩堝爐襯制作工藝(1)筑爐襯前應檢查感應器是否滲水,其表面應抹干凈;(2)在感應圈內腔鋪復一層厚1.5-2.5mm的電解石棉布,并使之形成圓筒;(3)將石棉布的上端固定在爐面板上;(4)在爐底撒上一層拌好的爐襯材料,厚度40-50ram,并用平底錘均勻搗實;(5)劃松表面繼續(xù)撒料搗實,周而復始,直至搗實面與感應圈底部第一圈為止;(6)放上坩堝樣模,二者中心線重合,在坩堝樣模內放上爐料固定位置;(7)劃松樣模周圍的搗實層,撒爐襯料,逐層搗實,直到與樣模上端齊平為止;(8)用70%的爐襯料+30%耐火泥搗筑爐領和出鋼水嘴;(9)搗筑爐襯要求堅實而均勻,不得有裂紋。4.燒結爐襯(1)新?lián)v筑好的坩堝爐襯要經(jīng)過涼干。(2)坩堝內加滿爐料,通電加熱,用熔煉鋼水來燒結爐襯。(3)待爐料全部熔化后,維持半小時左右再出鋼水。(4)檢查坩堝有無裂紋,有則補之,無則重復以上裝爐料再燒結一次。(5)燒結良好的坩堝,其表面具有一層2-5毫米厚的燒結層,密實而堅硬,表面光滑而發(fā)亮。5.ZG40Cr前軸煉鋼爐料化學成份要求化學成份(質量分數(shù))(%)ZG40CrCSiMnCrPS0.4-0.450.30-0.400.60-0.800.80-1.10《0.05《0.056.熔煉過程各元素燒損率:<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>7.熔煉過程操作工藝(1)按第5、6款分析煉鋼爐料成份并計算配料及添加料量;(2)裝料①坩堝底部裝入部分小塊料,及相應的鉻鐵、錳鐵等添加料。②在靠近柑堝壁處裝上難熔的大塊料,中心裝易熔的料塊。③下部爐料要裝得緊些,上部可稍松。.(3)加熱熔煉①送電加熱之前,感應爐應先通冷卻水,冷卻水電阻率》2500歐姆厘米,PH值在6-9之間,進水溫度〈30°C,出水溫度<50°C;②合上開關通電,調節(jié)門上電位器手柄,使負偏電壓7.5-10V;③撳下中頻工作按鈕,調節(jié)功率,在起先5-15分鐘時給較低功率30-50KW;④待電流平穩(wěn)之后,則以最大功率進行熔煉;⑤隨著爐料的熔化,應將未能裝填完的爐料陸續(xù)加入;⑥出現(xiàn)液態(tài)金屬時,立即加入少量造渣劑;⑦熔化過程,要用鐵棒輕輕搗動爐料,使之及時下沉,防止"搭橋"現(xiàn)象發(fā)生;⑧待爐料全部熔化后,扒渣,并取爐前分析試樣;⑨根據(jù)爐前化學分析的結果,進行調整成份的補料計算;⑩根據(jù)計算,秤取增碳劑、預脫氧劑錳鐵0.2-0.5%和硅鐵0.05%-0.2%依次加入熔爐中;(Q)當鋼液溫度到達1570°C-1600°C時,除凈爐渣,出鋼水。8.鋼水澆注.(1)承接鋼水的澆包應預先置放放0.05%左右的鋁,用以脫氧。(2)出鋼水時,坩堝對準雙人抬式澆包,鋼水應平穩(wěn)注入澆包,不許有飛濺溢流現(xiàn)象;(3)采取爐后化學成份化驗試樣;(4)澆注時,要做到引流準、注流穩(wěn)、收流慢、澆注不斷流,澆口杯內應始終充滿鋼水;澆包嘴與澆冒口距離應控制在50至IOO國之間。(五)鑄件的脫殼處理和切割澆冒口過程及工藝要求如下(1)鑄件脫殼處理過程如下鋼液澆入模殼后,待溫度降至5(xrc左右后,使用重錘敲擊澆口棒頂端讓模殼震動碎落(敲擊時不要敲擊在工件本體上,嚴防震傷、錘壞鑄件);(2)利用氧一乙炔焰切割澆冒口(切割前先調節(jié)好氧氣和乙炔的壓力,切割面要求大至平整,不得割傷鑄件本體,割后余根應〈6mm。(六)對鑄件的打磨修整過程如下-先用成形砂輪打磨鑄件上切割掉的澆冒口余痕、毛刺、飛邊及局部凸起;接著用鑿子、砂輪將鑄件上的小氣孔、渣孔、砂眼夾砂之類缺陷表面的臟物去除,之后用電弧焊對缺陷進行焊補(焊補時電弧一般控制在2-3mm),最后用砂輪將鑄件焊補處磨平。(七)熱處理的過程及工藝要求如下表所示:材料牌號ZG40Cr化學成份C:0.37~0.47%工藝名稱調質蔬存HRC21-硬度29單件重量(KG)Si:0.17~0.37%1.淬火加熱70(TC以上入爐。5件一串,到溫度860。C士10。C后應保溫120分鐘150分鐘,淬水冷卻按卡規(guī)定70-75秒不等,每串淬火間隙,爐內應加蓋通電保溫以防退火。2、工件淬火后及時入爐回火,溫度560°C~565°C,保溫時間170分鐘,回火后應及時水冷,防止回火脆性。<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>3.粗銑主銷面;4.鉆主銷孔;5.鏜主銷孔;6.(1)鉆減震孔-锪減震孔兩端面-鉸減震孔;(2)鉆板簧孔-锪孔平面(沉孔);(3)精銑(磨)主銷面-鉆橫銷孔-鉆(沉孔);(4)鉆耳孔攻牙-锪孔平面;7.鉸主銷孔。加工時,應使兩板簧面的平面度《0.35,兩端頭到板簧面的落差尺寸《0.5,兩端頭部與整根軸中心線的直線度《0.35。(九)金加工處理之后,還要對產(chǎn)品進行打磨處理,檢驗(探傷),油漆刷字,貼合格證,最后進倉。本廠生產(chǎn)的工字前軸產(chǎn)品,材質為ZG40Cr低合金鋼,與目前國內各廠家采用45tt鋼生產(chǎn)的工字前軸相比,經(jīng)調質熱處理后,提高了綜合機械性能,具有更高的抗彎曲強度和抗疲勞壽命,在產(chǎn)品的生產(chǎn)上,由于采用了一些獨創(chuàng)的技術工藝和嚴格的質量管理體系,使產(chǎn)品的化學成份穩(wěn)定,并有效地解決了氣孔、夾碴、裂紋等問題,確保了產(chǎn)品質量。該產(chǎn)品在生產(chǎn)中,主要質量控制點1、化驗精密鑄造毛坯時,每爐產(chǎn)品爐前爐后分析兩次,主要項目C、Si、Mn、Cr、Mo、S、P,確保達到40Cr、42CrMo鋼國家標準要求。2、熱處理每批產(chǎn)品熱處理后,進行金相分析、硬度檢測。3、機械性能試驗每批產(chǎn)品做一次抗拉強度和延伸率測試。4、試壓每支產(chǎn)品毛坯,用160噸油壓機進行試壓,并校正。提高了產(chǎn)品質量可靠性。5、探傷檢査每支產(chǎn)品用磁力探傷機(瑩光磁粉)進行探傷檢査,杜絕有裂紋等缺陷產(chǎn)品進倉。權利要求1.一種生產(chǎn)汽車工字前軸的熔模精密鑄造工藝,其特征在于,它是按照以下工藝步驟順序制備(1)根據(jù)汽車工字前軸毛坯形狀制作蠟模包括依次進行的注蠟、蠟模定型、蠟模修補和檢驗、蠟模組焊及焊接澆帽口工序;(2)制作模殼①先在步驟(1)加工制得的蠟模表面進行數(shù)道的涂抹涂料、撒砂并使涂料硬化的模殼初步成形工序,②接著進行脫蠟,使模殼與蠟模分離,形成單獨的模殼;(3)焙燒步驟(2)制備的模殼;(4)在制作好爐襯后,根據(jù)熔煉后鋼水所要達到的化學成分要求和熔煉過程的燒損率計算熔煉前爐料所要達到的化學成分要求,之后對用于煉鋼的爐料成分進行分析檢測和配比,從而選用適當配比的爐料和添加劑進行鋼水熔煉;當爐料熔煉成液相時,對鋼水的化學成分進行爐前分析,若鋼水達到規(guī)定的化學成分要求,則加入預脫氧劑錳鐵0.2-0.5%和硅鐵0.05%-0.2%,繼續(xù)進行熔煉,若鋼水未達到規(guī)定的化學成分要求,則加入使其達到規(guī)定化學成分的必要添加劑及上述的預脫氧劑;當熔煉溫度達到1570℃-1600℃時,鋼水出爐入澆包,在入澆包前在澆包中先加入0.05%鋁用以對鋼水終脫氧;最后將鋼水澆注入步驟(3)焙燒好的模殼內;以上百分比為質量百分比;(5)將步驟(4)澆注成型的汽車工字前軸鑄件脫去模殼,進行清砂和割澆冒口;(6)對步驟(5)加工好的鑄件進行打磨修整和檢驗;(7)對步驟(6)加工好的鑄件進行調質熱處理;(8)對步驟(7)加工好的鑄件進行校正和噴丸處理;(9)對步驟(8)加工好的鑄件進行金加工處理。2.根據(jù)權利要求1所述的生產(chǎn)汽車工字前軸的熔模精密鑄造工藝,其特征在于所述蠟模的制備原料為石蠟67%,硬脂酸33%;所述蠟模的制備過程如下順序進行(1)熔蠟桶加水向熔蠟桶襯套加足水,通電將水加溫至95'C;(2)熔蠟桶加料將配比好的蠟模原料放入熔蠟桶內,將其熔化為液化狀態(tài);(3)攪蠟桶加水向攪蠟桶的水襯套加足水,通電將水加溫至45-5(TC;(4)攪蠟桶加料向攪蠟桶加入已液化的蠟液和等量蠟屑片,加入量控制在半桶左右;(5)攪蠟通電攪拌,邊攪拌邊加入蠟液和蠟屑片,該過程溫度控制在46'C_48°C;(6)待桶內蠟液被攪成質地均勻、稠度合適的糊狀后,停止攪拌,攪拌好的蠟料備用;(7)加壓桶加水向壓蠟機的水襯套加足水,通電將水加溫,夏季50-55°C,冬季55-60。C;(8)加壓桶加料擰開壓蠟機裝料缸上的放氣闊,保證缸內壓力為O時,打開加料口蓋子,向料缸倒入已攪拌好的蠟料,關緊蓋子,關閉放氣閥;(9)加壓桶加壓打開裝料缸的進氣閥,表壓控制在0.3-0.4Mpa;(10)對蠟模鋁模型進行注前清理用干凈的紗布或毛刷去除壓型工作面上的蠟屑,并薄薄地涂上一層分型劑;(11)注蠟將壓蠟槍的出蠟口對準鋁模型的注蠟口,將壓蠟機料缸的蠟液壓入鋁模型腔內,待鋁模型另一個出蠟口噴出蠟液時,抬起注蠟槍頭,停止壓注;(12)保壓壓注結束后,保壓20秒-l分鐘,保壓一結束,提起壓蠟槍,立即用澆口墊塊或冷蠟塊蓋住鋁模型上的注蠟口;(13)冷卻鋁模型對注完蠟料的鋁模型周邊大量澆水進行冷卻,澆水要均勻周到,冷卻時間不少于2分種;(14)取模并冷卻打開鋁模型取出蠟模,并將蠟模放進冷卻水中繼續(xù)冷卻,冷卻時間不少于15分鐘,冷卻過程中不斷翻動蠟模;(15)空冷定型從冷水中取出蠟模送入fe型室,擺放在模架上進行定型,定型室溫度控制在18-25"C;(16)對蠟模進行修補和檢驗①對定型室取出的蠟模刮去多余毛刺和飛邊,對凹陷和缺漏的部位,用熱的小刀將其表面燙化,再用稠的熱蠟補上,冷卻后刮平;②對有扭曲或變形的蠟模,將它放入30-35'C的熱水浸軟后進行校正,校正后放入冷水中定型;對扭曲或變形量過大的蠟模,作報廢處理;③對于修補后表面難刮平的曲面,用熱的小刀將其表面燙化、刮平;④修整好的蠟模刷去蠟屑,排放在平板上,由檢驗員對其逐一檢驗。3.根據(jù)權利要求2所述的生產(chǎn)汽車工字前軸的熔模精密鑄造工藝,其特征在于夏季采用熔點為62-64'C的工業(yè)用石蠟,冬季采用熔點為58'C的工業(yè)用石蠟;所述硬脂酸采用三壓一級或二壓二級、且熔點》58'C、油酸含量《10%的硬脂酸;夏季在蠟模原料中增加5-10%硬脂酸,冬季在蠟模原料中增加5-20%石蠟。4.根據(jù)權利要求1或2或3所述的生產(chǎn)汽車工字前軸的熔模精密鑄造工藝,其特征在于(1)制作模殼時,蠟模表面的涂料層由里至外依次由一層面層、三層過渡層和一層加強層組成,各涂料層的原料重量份數(shù)配比和工藝要求如下①面層水玻璃1份,卯石英粉1.2-L25份,脫脂劑O.15份,除泡劑0.05份,以粘度計滴漏時間確定的粘度18-48秒,硬化時間20-30分鐘,風干時間為夏天6090分鐘、冬天120分鐘以上;其中水玻璃的密度為1.27-1.29克/厘米3;②過渡層水玻璃1份,9#石英粉1-1.l份,以粘度計滴漏時間確定的粘度16-45秒,硬化時間30-40分鐘,風干時間與面層相同;其中水玻璃的密度為1.29-1.31克/厘米3;③加強層水玻璃1份,8tt石英粉0.6份,回制的8tt石英粉0.4份,以粘度計滴漏時間確定的粘度20-50秒,硬化時間為夏天20-30分鐘、冬天120分鐘,風干時間與面層相同;其中水玻璃的密度為1.34-1.36克/厘米3;上述面層、過渡層及加強層的粘度在夏季奴范圍中的低值,冬季取范圍中的高值;鄰石英粉的Si02含量》98。/。、熔點》1680。C、通過220目的含量〉70%、200目以上殘留量《10%;8林石英粉的Si02含量》98W、熔點》1660。C、全部通過220目;(2)制作模殼時的涂抹涂料、撒砂并使涂料硬化的過程是按照以下步驟順序進行的①根據(jù)所涂涂料層,按本權利要求(1)款中相應涂料層的相關工藝要求,調整水玻璃,使其達到規(guī)定值;②根據(jù)所涂涂料層,按本權利要求(1)款中相應涂料層的相關工藝要求,稱取水玻璃和石英粉倒入涂料缸內;③開動攪拌機攪拌,直至涂料中無干粉團塊為止;④初測涂料粘度,如果是面層涂抹涂料,還需按本權利要求(1)款的要求加入脫脂劑和除泡劑;⑤調整涂料粘度至本權利要求(1)款中粘度規(guī)定范圍后,繼續(xù)攪拌20分鐘以上;⑥攪拌好的涂料要放置4小時后,使水玻璃和石英粉料進一步潤濕、氣泡浮逸出后才可使用;⑦蠟模浸涂料,按照以下步驟和要求依次進行-a.控制蠟模浸入涂料的角度和速度,以蠟模浸時不折斷和壓脫蠟模、涂料易進入孔洞又不易在拐角處引起氣泡為原則;b.蠟模浸入涂料后,輕輕地上下移動和來回轉動;C.提起蠟模,避免蠟模從澆口棒上脫落;d.對于蠟模上的氣泡用小油筆點破,并加涂覆涂料;e.提起蠟模后,光讓涂料淌滴,接著邊轉動,邊上下調轉,使涂料能均勻地包覆在蠟模表面;⑧撒砂,包括以下步驟和要求a.撒砂時使蠟模不斷來回轉動和上下倒置,使涂料和砂粒分布均勻,防止漏撒;b.撒砂完畢抖掉多余砂粒;c.撒砂必須動作快捷,以免菱角邊緣的涂料自干而粘不上砂粒,在夏季或水玻璃模數(shù)高時尤為重要;d.其中加強層的撒砂配比為回制的3#石英砂80%+3#石英砂20%,其中3tt石英砂的目數(shù)為5/8;⑨涂料硬化,包括以下步驟和要求a.將撒過砂的蠟模吊浸入放有硬化劑的硬化池中,使涂層表面立即和水玻璃發(fā)生硬化反應,產(chǎn)生的二氧化硅膠體將石英砂和粉料牢固地粘結在一起;b.硬化時間參照本權利要求(1)款;C.經(jīng)常翻動蠟模以保證各部位均勻浸潤;⑩風干,包括以下步驟和要求a.提起蠟模后,停留數(shù)秒鐘,讓硬化劑流淌回硬化池后,再放置在架上或地上;b.開排風扇吹干水份;C.風干時間參照本權利要求(1)款,使模殼表面達到"不白不濕"的程度;d.若模殼表面發(fā)"白",需噴或浸水潤濕后才可浸涂下一層涂料;e.若模殼底部有液滴存留時,加長風千時間;f.加強層涂料結完時,在模殼槽內加一根鋼筋,并用細鐵絲纏牢,以增強模殼強度;將風干好的模組重復上述涂料、撒砂、硬化、風干各工序,直至結殼5層后,最后浸涂料以防止掉砂;結殼完畢后,放置8個小時以上才進行下一步脫蠟;(3)脫蠟,使模殼與蠟模分離,形成單獨的模殼的過程是按以下步驟順序進行的①向脫蠟池中加入占池容量約3/4的清水,并加入占水重量68%的氯化氨,將水加熱,水溫控制在90土5。C范圍內;②去除蠟模模殼上的砂粒后,將帶模殼的蠟模排列在吊籃內;③在水溫達9095。C時,將吊籃放入池內;④待澆口杯內的蠟模模料熔化后,取出之前焊接在蠟模上用于形成澆帽口的木棒,待澆口杯內不再有持續(xù)的白色蠟珠上浮時,將吊籃提起;⑤模殼提出脫蠟池時,一邊搖晃一邊倒出其中的水和浮蠟,再罐入熱水沖洗,最后將模殼倒放在干凈地面上;(D將脫完蠟的模殼放置8小時以上,才進行下一步焙燒。5.根據(jù)權利要求4所述的生產(chǎn)汽車工字前軸的熔模精密鑄造工藝,其特征在于所述脫脂劑為市售洗凈劑;所述消泡劑為正辛醇C8H180;所述硬化劑采用重量百分比濃度》21.5%、pH值為5-6的工業(yè)用或農業(yè)用氯化氨溶液與水配對而成,其中工業(yè)用氯化氨溶液與水的重量份數(shù)配比值為l:4,農業(yè)用氯化氨溶液與水的重量份數(shù)配比值是l.l:4。6.根據(jù)權利要求1或2或3所述的生產(chǎn)汽車工字前軸的熔模精密鑄造工藝,其特征在于焙燒模殼包括以下步驟(1)先在脫蠟后的模殼的薄弱易折斷的部位表面涂膏;涂膏的材料配比為50-60%加強層涂料+70/40目石英砂,其中加強層涂料含水玻璃1份、8tt石英粉0.6份、回制的8共石英粉0.4份;其中水玻璃的密度為1.34-1.36克/厘米3,8S石英粉的Si02含量》98W、熔點》1660°C、全部通過220目;(2)接著將己涂膏過的模殼進行低溫烘干,其工藝控制要求如下入爐溫度〈5(TC,溫升控制150-200°C,保溫時間1.5-2小時;(3)將經(jīng)低溫烘干好的模殼吊裝入爐進行焙燒,其工藝控制要求如下入爐溫度〈400。C,溫升控制800-850°C,保溫時間l-2小時;(4)將焙燒好的模殼出爐:模殼出爐后,應檢查模殼的成色,其表面色澤應為白色或粉白色。7.根據(jù)權利要求1或2或3所述的生產(chǎn)汽車工字前軸的熔模精密鑄造工藝,其特征在于煉鋼時,用于熔煉汽車工字前軸鋼水的爐料材質應含有以下質量百分數(shù)的化學成分碳0.4-0.45%,硅0.30%-0.40%,Mn0.60%-0.80%,鉻0.80%-1.10%,磷《0.05%,硫《0.05%;熔煉過程允許的燒損率為硅0-5%,錳5-12%,碳5-12%,絡5-10%。8.根據(jù)權利要求1或2或3所述的生產(chǎn)汽車工字前軸的熔模精密鑄造工藝,其特征在于鑄件脫殼處理過程如下鋼液澆入模殼后,待溫度降至50(TC左右后,使用重錘敲擊澆口棒頂端讓模殼震動碎落;之后切割澆冒口。9.根據(jù)權利要求1或2或3所述的生產(chǎn)汽車工字前軸的熔模精密鑄造工藝,其特征在于對鑄件進行調質熱處理時,淬火加熱溫度860土1(TC,保溫時間150土10min;采用水作為冷卻介質,冷卻時間70-75秒;回火溫度560-565X:,保溫時間170分鐘。10.根據(jù)權利要求1或2或3所述的生產(chǎn)汽車工字前軸的熔模精密鑄造工藝,其特征在于對鑄件的打磨修整過程如下先用成形砂輪打磨鑄件上切割掉的澆冒口余痕、毛刺、飛邊及局部凸起;接著用鑿子、砂輪將鑄件上的小氣孔、渣孔、砂眼夾砂之類缺陷表面的臟物去除,之后用電弧焊對缺陷進行焊補,最后用砂輪將鑄件焊補處磨平。全文摘要本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)汽車工字前軸的熔模精密鑄造工藝,它是按照以下工藝步驟順序制備(1)制作蠟模;(2)在蠟模表面進行數(shù)道的涂抹涂料、撒砂并使涂料硬化的模殼初步成形工序,脫蠟,形成模殼;(3)焙燒模殼;(4)煉鋼澆注入模殼內,煉鋼前需對爐料進行分析配比,煉鋼過程中需進行爐前爐后分析,添加必要添加劑和脫氧劑,從而使熔煉的鋼水達到規(guī)定化學成分要求;(5)將澆注成型的汽車工字前軸鑄件脫去模殼,進行清砂和割澆冒口;(6)對鑄件進行打磨修整和檢驗;(7)進行調質熱處理;(8)進行校正和噴丸處理;(9)進行金加工處理。本發(fā)明不僅可大大降低設備投資、模具投資,從而降低生產(chǎn)成本,而且開發(fā)新品種速度快、投資少。文檔編號B22C9/04GK101147954SQ200710009718公開日2008年3月26日申請日期2007年10月29日優(yōu)先權日2007年10月29日發(fā)明者何文義申請人:福建省建陽市汽車鍛壓件廠