隨著國(guó)內(nèi)公共交通事業(yè)的快速發(fā)展，城市地鐵作為一種高效、便捷的交通工具，已逐漸被各大、中城市所使用，而地鐵上的關(guān)鍵部件一緩速器箱體鑄件一直是從國(guó)外引進(jìn)的，因此箱體鑄件的國(guó)產(chǎn)化，對(duì)整個(gè)地鐵國(guó)產(chǎn)化有著積極地推動(dòng)作用。
1產(chǎn)品的技術(shù)要求及技術(shù)難點(diǎn)筆者公司開(kāi)發(fā)的緩速器箱體國(guó)產(chǎn)化鑄件原是國(guó)內(nèi)某公司從國(guó)外引進(jìn)的產(chǎn)品，材料牌號(hào)為QT500-7，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)。箱體輪廓尺寸為960mmx414mmx430mm，重185kg.該鑄件是安全電學(xué)院熱加工工藝及設(shè)備專業(yè)，工程師，目前主要從事鑄造工藝設(shè)計(jì)工作。
件，因此要求非常高，具體特點(diǎn)和技術(shù)要求如下：（1）鑄件壁厚懸殊，側(cè)面主要壁厚9mm，上下法蘭面厚度70mm；鑄件上有20個(gè)油道孔，須全部鑄出，油道孔尺寸較小，最小的截面積不足1cm2，油道孔長(zhǎng)度為40~100mm，且主要分布在厚大的法蘭部位；（3）除了不允許有縮孔、夾渣、氣孔、冷隔、開(kāi)裂等鑄造缺陷外，還必須對(duì)整個(gè)箱體進(jìn)行超聲波探傷、表面著色探傷檢測(cè)，檢測(cè)部位見(jiàn)。超聲波探傷等級(jí)要求在1級(jí)以上，鑄件整體表面著色探傷等級(jí)要求在2級(jí)以上。
2鑄造工藝該緩速器箱體的批量較小，采用呋喃樹(shù)脂砂工藝生產(chǎn)，兩箱造型，底注式澆注。澆注系統(tǒng)截面球墨鑄鐵箱體鑄件結(jié)構(gòu)圖Fig.超聲波探傷部位圖Fig.2LocationsofUT尺寸分別為：內(nèi)澆道40mmx36mmxlOmm，共3道；橫澆道36mmx30mmx40mm；直澆道妒46mm.由于箱體厚薄不均，鑄件補(bǔ)縮比較困難，因此需要使用發(fā)熱冒口、冷鐵等。
工藝設(shè)計(jì)中采用CAE軟件對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行了凝固模擬分析，結(jié)果見(jiàn)。中所顯示的顯微縮松點(diǎn)比較微小并且分散，出現(xiàn)的時(shí)間比較晚，生產(chǎn)出來(lái)的鑄件經(jīng)解剖后，實(shí)際上這些顯微縮松是不存在的，說(shuō)明此工藝方案較為合理。
3化學(xué)成分QT500-7是一種鐵素體+珠光體混合基體的球墨鑄鐵。為了保證關(guān)鍵部位在鑄態(tài)條件下獲得穩(wěn)定的組織和性能，除嚴(yán)格地按照鑄態(tài)鐵素體球鐵控制常規(guī)的化學(xué)成分外，還需加入適量的Cu，以確保獲得一定數(shù)量的珠光體組織。具體控制范4原材料選擇4.1生鐵選用干擾元素少的九龍Q12生鐵，其成分為：w 4.2廢鋼選擇干凈無(wú)銹的碳素結(jié)構(gòu)廢鋼，杜絕含有干擾元素和反石墨化元素的廢鋼混入球鐵爐料中。
5熔煉工藝和球化處理采用進(jìn)口變頻感應(yīng)電爐熔煉鐵液，直讀光譜儀+爐前快速碳硫分析儀控制化學(xué)成分。采用蓋包法進(jìn)行球化處理，球化劑牌號(hào)是FeSiMg8RE3，加入量為1.2%~1.3%，保證球化處理后球鐵中的w（Mg殘量為0.03%~0.05%，w（RE殘量為0.02%~0.04%. 6孕育處理工藝孕育是保證球鐵在凝固過(guò)程中析出正常球狀石墨的重要條件之。良好而有效的孕育，能夠提高球鐵的球化率，增加石墨球數(shù)，改善石墨形態(tài)，提高石墨圓整度，減少或消除碳化物。
為了提高孕育效果，采用二次孕育工藝。前期孕育采用75SiFe；后期孕育使用福士科公司的含Zr孕育劑，該孕育劑具有形核率高、抗衰退能力強(qiáng)、能有效消除碳化物、細(xì)化石墨球和消除皮下氣孔的作用等優(yōu)點(diǎn)。
孕育總量控制在0.6%~0.8%，第1次在鐵液沖入球化包時(shí)加入0.4%~0.5%的75SiFe，第2次灰鑄鐵不同娃砂對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體內(nèi)腔質(zhì)量的影響林家廣（廣西玉柴機(jī)器股份有限公司，廣西玉林537005烤后放入鑄型中進(jìn)行澆注鑄件試驗(yàn)，并采用合理的熔煉工藝，對(duì)生產(chǎn)的40件鑄件的內(nèi)腔的脈紋及燒結(jié)數(shù)量進(jìn)行對(duì)比分析，最后根據(jù)所測(cè)得的數(shù)據(jù)得出，w（SiO）量低、角形系數(shù)小的冷芯用硅砂生產(chǎn)的鑄件內(nèi)腔質(zhì)量較好。
筆者公司生產(chǎn)的材料牌號(hào)為HT250的6缸發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體鑄件內(nèi)腔質(zhì)量要求為：雜質(zhì)質(zhì)量矣3000mg，粒度矣0.3mm.目前，批量生產(chǎn)的氣缸大學(xué)材料成型及控制工程專業(yè)，鑄造助理工程師，主要從事鑄造工藝研究工作。體鑄件主體砂芯所用的冷芯硅砂性能已不能滿足質(zhì)量要求，急切需要提升冷芯用硅砂的使用性能。為了驗(yàn)證冷芯用硅砂粒度、角形系數(shù)、均勻率、水分、含泥量等參數(shù)對(duì)鑄件內(nèi)腔質(zhì)量的影響，選擇了4種不同產(chǎn)地和不同生產(chǎn)工藝的冷芯用硅砂（芯砂代號(hào)分別為A、B、C、D）進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，以得出硅砂最佳使用技術(shù)參數(shù)，提升鑄件的是在澆注時(shí)隨流加入含Zr孕育劑0.10%~0.20%. 7生產(chǎn)結(jié)果按照以上方法，生產(chǎn)出的4件試制品表面質(zhì)量良好，力學(xué)性能達(dá)到規(guī)定要求，鑄件經(jīng)第三方超聲波探傷和表面著色探傷檢測(cè)后，均達(dá)到了客戶的要求，機(jī)械加工后沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何鑄造缺陷。
