用铁模覆砂工艺生产HT250制动鼓- .pdf

覆砂要厚 否则影响砂的流速 途 中固化 致使铸 型下部充砂不实 2 如果 铸 件 的 高度 大 在下 部 要 设 气 塞 防止起模时下部产生真空 区不能进气 吸伤 铸型 3 在加热铁 模及砂型 时 要控制其加 热温 度及整体温度的均匀性 4 在设计分 型面时 尽 可能使上下 型 砂 箱 高 度均匀 缩短充砂路程 便于使 覆膜砂充实 铸型 5 砂箱 与铁 模底板的接 触面 砂箱 上要开 设排 气道 其大小以只能充分排气而不跑砂为准则 一般是用手锯开槽即可 2 制动鼓化学成分及物理性能的要求 制动鼓属于H T 2 5 0 孕 育铸铁 是汽车上的制动 部件 质量要求严格 化学成分 和力学性能技术要 求见表 1 表2 表1 H T 2 5 0 化学成分 质量分数 C S i M n P S Cr 3 4 3 6 1 3 1 8 O 6 0 9 0 0 8 0 1 2 0 2 0 6 表2 H T 2 5 0 力学性能 试样 抗拉 强度 MP a 硬度H BW 单铸试样 2 5 0 1 8 7 2 5 5 本体试样 2 3 O 1 8 5 2 5 5 注 本体试样在制动鼓柱面中部提取 金相组织按G B T 7 2 1 6 基体 片状珠光体 铁素体或碳化物 5 石墨 A 型石墨 石墨长度3 5 级 3 化学成分的控制 c 碳是 铸铁的基本元素 碳在铸 铁中的存在 形式 主要有两种 一种是 以游离状结晶碳石墨的形 式存在 另一种是以化合状渗碳体的形式存在 也 正是碳在铸铁 中的这种存在形式 把铸铁分成许多 类型 在灰铸铁中碳主要 以片状石墨形式存在 含 碳量高 有利于促 进石墨化 析出的石墨量大 其 金相组织往往为铁素体基体和粗大的片状石墨 材 料 强度和硬度较低 如果含碳量控制适 当 又得到 合 理孕 育 其 金相组 织为珠 光体和 细小 的片状石 墨 有较高的强度和硬度 如果含碳量低 又得不 到合理孕育 其金相组织为珠光体和细片状石墨 甚至是 白 口组织 其强度 硬度高 不便于机械加 工 对于 生产HT 2 5 0 I 动鼓 来说 如果要 求W 3 0 3 6 比较好控制 通过孕育措施就 可达 到力学性 能要求 如果要求W 3 4 3 6 那 就 需要进 行低合 金化处理 才能达 到其 力学性能要 求 S i 硅能减少碳在液态和 固态铁 中的溶解度 促进石墨的析出 因此是促进石墨化元素 其石墨 化 作用为碳的 1 3 左右 故 增加 硅量会增加石墨 的 数量 也会使石墨粗大 反之 减少硅量 会使石 墨细小 一般C S i 含量低可获得较高 的强度和硬 度 但铁液流动性稍差 反之 c S i 含量 高 强 度和硬度较低 铁液流动性好 灰铸铁 中c s i 都是促进石墨化元素 提高碳 当量 促使石 墨片变粗 数量 增多 强度和硬 度下 降 降低碳 当量可减少石墨数量 细化石墨 增加 初析奥氏体枝 晶数量 因此是提高灰铸铁力学性能 常采取的措施 但是 降低碳当量会导致铸造性能降 低 铸件断面敏感性增加 硬度上升 造成加工困 难等问题 因此控制炉前W 0 8 1 0 终硅 Ws 1 6 1 8 Mn 锰 是阻碍石墨化 元素 故提高含锰 量会 增加 基体组织中的珠光体数量 随锰含量的增加 铸铁 的强度 硬度增加 而塑性和韧性降低 因此 控制w M 0 7 0 9 s 硫在铸铁 中通 常被认为是有害元素 硫稳 定渗碳体 阻止石墨化 硫化铁的熔 点低 且质软 而脆 能降低铸铁的强度 促进铸铁的收缩 并引 起铸铁的过硬和裂纹形成 用感应电炉熔炼铁液的过程 与用冲天炉熔 炼 铁液的过程是不相同的 冲天炉从开始熔化到铁液 自炉 中流出所经历的 时 间很短 约 1 0 mi n 即使冲天炉的出铁温度不太 高 但在炉内熔化带的温度也在1 7 0 0 以上 而且 铁液的氧化并不严重 只会有利于粗大片状石墨 的 分解 使其溶于铁液 而且也不会减少 自发晶核 的 量 这是 因为细小的铁液滴落在炽热 的 白亮色 焦炭 上 从焦炭上 吸收 了C S 反而增 加 了 自发 晶核 的量 另外 当炉 中铁 液经过 冲天炉 的 过 桥 流出后 要在前炉缸中停 留一段时间 这对铁 参 磊 垫 咎 7 9 造 a s a n g 液的增核是有利的 用感应 电炉熔 炼就 不同 了 从开 始熔化 到 出 铁 需要约 1 h 不存在增碳 增硫的现象 而且铁 液过热温度高 过热时 间长 又有感应 电流的搅拌 摩擦作用 铁液中微细的晶态石墨即 自发 晶核和外 来结 晶核心都会逐渐溶于铁液而消失 或浮至液面 并与集渣剂粘裹在一起被排 出炉外 这样 使铁液 在共晶结 晶时 可作为外来晶核的物质大幅减少 例如 可作为外来晶核的S iO 在温度很高 又有 搅拌作用的条件下 就易于与铸铁中的碳发生如下 反应而消失 Si O2 2 C S i 2 C0 f 这种缺少 晶核的铁液 在共晶结晶凝 固过程 中 过冷倾向大 对孕育的 回应能 力很差 生产 出的铸 件硬度高 不易精加工 硫在 灰铸铁 中还具 有低 合金化 的特殊 作用 当w 0 0 6 时 硫的一些有益作用就无法得到发 挥 在铸铁 中存在有细小而分散的硫化夹杂物 能 在石墨的生核和成长 中起积极而有益的作用 用感 应 电炉熔 炼废钢加 增碳剂 的合成铸铁 其最终 含 硫量 一般w 0 0 3 因此 为了提高铁液的含硫 量 炉前化验后适量加入硫化亚铁 使w 0 0 7 0 0 9 P 磷在铸铁 中通常也被认为是有 害元素 磷 使铸铁 的共晶 点左移 其作 用程度和 硅相似 能 溶于液态铸 铁 中 并降低碳在 液态铸 铁 中的溶 解 度 有略微促进石墨化作用 故计算碳 当量时应计 入磷 的含量 当金属材料 中的磷达到一定量时 在 铸铁 中就易形成磷共晶 含磷量越高 磷共晶数量 越 多 磷共晶的熔点低 在铸铁凝 固过程中 较长 时间地保持液态 不断被共 晶团排挤 最后被 驱 逐 到共晶团边界 在那里凝 固 因此磷共晶呈多 角状分 布在共 晶团边界上 由于磷 共晶锐 角对 金 属基体具有一定的切割作用 所以降低 了材质的强 度 使铸件易发生脆裂 就制动鼓的生产来说 应从使用的原材料源头 进行控制 就是不要进高磷生铁 不要大量使用炮 弹皮 柴油机缸套等高磷铸铁件作为回炉料 控制 WP 3 4 的铸铁 里 其含量稍低 铸件的硬度和强度就低 其含量 稍高出要求范 围 铸件的硬度就高 精加工困难 因此在最后调料过程中采取措施 控制w 0 3 0 4 5 实际生产 中 根据技术要求制订的配料单 见表 3 表4 化学成分对材质力学性的影 响见表5 表3 内控化学成分 质量分数 项 目 C S i Mn S P C r 内控量 3 4 3 5 1 6 5 1 8 0 7 0 8 5 00 7 0 1 O 0 6 0 3 0 4 5 配人量 3 4 5 1 7 5 0 8 O 8 O 3 5 表4 炉料配比 材料 新生铁 废钢旧 炉料 增碳齐 硅铁 高碳锰铁 高碳铬铁 硫化镑 配入量 2 0 6 0 2 0 2 2 5 1 4 0 4 0 5 O 1 6 表5 制动鼓试验过程成分与性能统计 化 学成分 质量分数 力学性能 次 抗拉 C S i Mn P S Cr 强度 硬度 HB 7l M P a 3 4 1 7 0 7 O 3 l 8 0 l 标值 O O 6 O 1 2 2 3 0 3 5 1 9 O 9 5 0 4 2 5 0 炉后 3 4 5 2 5 1 8 2 3 5 0 6 6 4 5 0 0 4 7 5 0 0 8 2 0 2 9 5 5 2 4 0 2 3 9 常规 3 4 7 1 8 7 0 7 2 0 0 4 0 0 9 2 4 7 2 5 2 炉前 3 4 1 5 0 9 5 6 0 5 5 7 0 0 8 5 0 0 8 2 5 0 1 8 2 4 6 2 3 6 炉后 3 4 4 1 7 0 7 3 4 0 0 8 9 0 0 8 5 5 0 3 5 2 5 2 5 2 2 5 0 炉前 3 4 6 0 8 1 2 9 2 2 3 7 炉后 3 4 4 1 6 5 5 0 7 2 6 0 0 4 1 0 0 7 7 5 0 2 8 1 2 5 0 炉前 3 4 8 0 7 5 2 7 1 2 l 2 炉后 3 4 3 7 5 1 6 8 8 5 0 7 0 1 5 0 0 5 9 5 0 0 7 2 0 3 2 7 5 2 7 9 2 2 9 炉前 3 4 7 0 7 5 2 3 0 炉后 3 4 1 5 1 6 1 8 0 6 9 8 0 0 5 8 0 0 9 6 5 0 3 2 6 5 2 4 0 注 化验分析数据小数点后保留两位的是用上海产贺利氏热分析仪检 测的结果或常规化验结果 保留位多的是用北京产纳克牌光谱