PDF《高强韧性球墨铸铁曲轴铸造技术研究及应用》

4 所示;

球化过程铁水温度损失由原来的 70℃降低到 40℃ ,有利于夹杂物上浮, 减少夹渣缺陷,极大地降低了镁在反应过程中形成的烟光尘,劳动环境大大改善,如图

5 所示,节能减排 效果十分显著. 2.4 曲轴无型芯铸造技术 对连杆不在同一截面的曲轴,国内外生产企业至今仍采用型芯的方法铸造,曲轴铸造通常采用整体对 开、平面分型,如图

6 所示,就六缸曲轴而言,会造成 b、c、d、e 连杆轴处在分型线夹角一百二十度的 a)冲入法球化 (b)密封球化 图4球化金相组织(100*) (a)冲入法球化 (b)密封球化 图5球化工作环境比较

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5 - 上、下空间中,四个连杆轴颈需要砂芯来形成.制芯需要专门的设备及工装,制芯过程包括配砂、加树脂、 混制、检验、射芯、刷涂料、干燥.工序繁琐,工人劳动强度高,生产率低下,生产成本高,环境污染严 重,并且芯子高温燃烧易产生气孔等,下芯经常造成曲轴夹砂缺陷,曲轴废品率高. 为了解决上述问题,发明了无型芯铸造技术,工装设计时沿两端主轴与连杆轴中心线,对于无法起模 的连杆轴颈 b、c、d、e 部分,在连杆轴颈中心与中间位置选择一个面,将连杆轴颈分成两型,将拔模斜 度由原来的直线型改为圆弧斜线型,在造型过程中避免尖角的产生,不易掉砂,同时圆弧面可以增加型砂 强度,便于起模,这样原先由芯子形成部分在造型时自动形成,取消了型芯,改善了温度场,并在此基础 上设计新的浇注系统,实现控制凝固.省去了制芯、下芯、下冷铁三道工序,实现无型芯铸造. 该项技术简化了操作工序,避免了夹砂等铸造缺陷;

节约原辅材料,铸造成本下降 6%左右;

劳动强度 低,生产效率高;

根除了型芯产生的有害气体,工作环境得到大程度改善,保证了工人的身心健康. 2.5 组织均匀化正火处理技术与装备 通常正火方式是工件采用箱式电炉加热,正火出炉温度达 800℃以上,工件出炉后平放风雾冷却.风 雾只能从一个方向吹向工件,工件正对风雾方向和背面不能同时均匀冷却,存在阴阳面.由于冷却条件不 同,工件正火后各部位珠光体含量、珠光体片间距和晶粒大小均存在很大差异,导致工件不同部位机械性 能差异极大.同时,冷却条件不同,组织应力和热应力也存在很大差异,造成工件变形较大. 本研究开发了自动旋转风雾冷却技术,如图

7 所示,工件垂直悬挂并旋转,采取侧向喷雾冷却,自动 调整风雾量.使各部位冷却均匀一致,正火后的组织一致性得到提高,保证了材料性能均匀一致,本体硬 度差由 50HB 降低到 20HB.同时,均匀冷却后工件的热应力和组织应力分布均匀,减少了工件变形. 图6六缸曲轴分型示意图 图7旋转风雾冷却

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6 - 在此基础上研制了一条悬挂式连续自动生产线,解决了原箱式炉存在的能耗高、效率低、环境恶劣等 问题,取代了

16 台箱式炉,生产效率大幅提高,采用自动控制系统,实现了工件自动入炉、出炉、冷却, 控制冷却至 500℃,自动进入回火炉,利用余热进行回火处理,每年可节电

1200 万度.

3 研究结果 3.1 工艺指标 从表

2 可以看出,本项目球化工艺与国内外使用球化工艺相比,镁的吸收率提高,球化剂的使用量下 降,铁水温度损失减小,球化质量好,劳动条件好. 曲轴铸件缩松废品率仅为 0.19%,远低于日本、德国指标. 3.2 性能、经济指标 通过以上研究,球铁曲轴抗拉强度由原来的