浇注位置选择：卧浇竖冷工艺详解

2023-07-02 理论教育版权反馈

【摘要】：图4-5 小型曲轴铸造工艺简图1—浇注系统 2—冒口 3—冷铁2.卧浇竖冷工艺采用卧浇竖冷的浇注位置时，曲轴的功率输出端处于竖冷位置的下端，使该端在较大静压力的作用下进行结晶，以减少铸造缺陷，有利于保证该端的质量。卧浇竖冷浇注位置特别适用于大型球墨铸铁曲轴的生产。

铸造曲轴浇注位置的选择，主要与曲轴大小、结构特点及数量等因素有关。常用的浇注位置有以下几种。

1.卧浇卧冷工艺

汽车发动机等的小型球墨铸铁曲轴，为适应大量流水生产的要求，一般采用卧浇卧冷的浇注位置。为了确保质量，须从化学成分的选择、浇冒口系统的设置等方面采取相应措施。

图4-5所示为小型曲轴铸造工艺简图。曲轴质量为QT600-3，毛重20kg。采用卧浇卧冷工艺，浇冒口系统及冷铁设置等如图中所示。为确保本体性能，加入了少量的铜。其化学成分为：w（C）=3.78%，w（Si）=2.48%，w（Mn）=0.11%，w（P）=0.048%，w（S）=0.014%，w（Cu）=0.52%，w（RE）=0.036%，w（Mg）=0.049%。铸态力学性能为：抗拉强度R_m=782MPa，伸长率A=6.4%，硬度为260HBW。铸态金相组织如图4-6所示，球化率为90%，基体为珠光体+少量铁素体。

图4-5 小型曲轴铸造工艺简图

1—浇注系统 2—冒口 3—冷铁

2.卧浇竖冷工艺

采用卧浇竖冷的浇注位置时，曲轴的功率输出端处于竖冷位置的下端，使该端在较大静压力的作用下进行结晶，以减少铸造缺陷，有利于保证该端的质量。

图4-6 小型曲轴铸态金相组织（×100）

图4-7所示为小型动力机球墨铸铁曲轴铸造工艺简图。该曲轴的材质为QT600-3，主轴颈尺寸为φ78mm，总长730mm。采用卧浇竖冷浇注位置，在曲轴竖冷位置上端设有球形冒口，球形半径为80mm。采用过滤网缓冲式浇注系统，提高了除渣能力。铁液由内浇道流经冒口进入型腔中，使冒口内的铁液温度最高，充分发挥了冒口的补缩功能，获得了良好的效果。曲轴成品如图4-8所示。

图4-7 小型动力机球墨铸铁曲轴铸造工艺简图

1—直浇道 2—集渣包 3—过滤网 4—横浇道 5—内浇道 6—球形冒口 7—曲轴 8—出气孔

图4-8 小型动力机曲轴

目前，国内生产的较大型球墨铸铁曲轴主要有6120型、6160型、6300型（1000马力）、2000马力和4000马力中速柴油机曲轴等。国内某厂曾试制了350中速柴油机的大型球墨铸铁曲轴，如图4-9所示。其材质为QT600-3，主轴颈尺寸为φ240mm，连杆轴颈尺寸为φ225mm，总长5612mm，毛重约4t。

该曲轴采用卧浇竖冷的浇注位置，如图4-10所示。曲轴的功率输出端处于竖冷位置的下端，使该端在较大静压力的作用下进行结晶，既可获得较为细致的结晶组织，还可减少铸造缺陷，更有利于获得完好的曲轴。

从图4-10中可以看出，在竖冷位置的曲轴顶端设有球形顶冒口，半径为250mm，冒口总长700mm。铁液通过设在冒口两侧的浇注系统进入冒口充满型腔，使冒口内的铁液温度保持最高，提高了补缩功能。采用特制的大型浇注箱8，设置拔塞9。在浇注系统中设有集渣包1，用来提高除渣能力，减少夹渣等铸造缺陷。浇注时，整体铸型呈倾斜状态，浇注系统端低，往上倾斜3°～5°，使铁液可以更平稳地充满型腔，减少飞溅现象。铁液充满型腔后，待尾端的出气孔7凝固后，再将铸型旋转93°～95°进行竖冷。为防止曲柄与曲颈重叠部位产生内部缩孔、缩松缺陷，设置了外冷铁5。

图4-9 350中速柴油机的球墨铸铁曲轴

采用上述铸造工艺浇注的350柴油机曲轴毛坯如图4-11所示，经机械加工后质量较好。

卧浇竖冷浇注位置特别适用于大型球墨铸铁曲轴的生产。但需要特制的翻转机构和大型浇注地坑等设施，其生产率较低，不太适合大批量流水生产。

3.竖浇竖冷工艺

对于结构较简单的小型曲轴，可采用竖浇竖冷工艺。这种工艺适用于一箱多型的大批量流水生产。一般采用阶梯式浇注系统，使铁液能较平稳地充满铸型。最上层的内浇道设在冒口部位，以提高冒口内的温度，增强补缩作用。

4.侧浇侧冷工艺

采用垂直分型无箱射挤压D1SA造型线生产小型球墨铸铁曲轴时，可采用侧浇侧冷工艺。此工艺为一箱多型，具有造型速度快、生产率高等优点。

浇注位置选择：卧浇竖冷工艺详解

相关推荐