專利名稱：一種薄壁球鐵齒坯的鑄造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鑄造工藝，具體涉及一種薄壁球鐵齒坯的鑄造方法。
背景技術(shù)：
由于所要鑄造的零件材料為QT600-3牌號(hào)，其技術(shù)要求為球化不低于3級(jí)，珠光體 含量大于等于75 %，滲碳體含量小于3 %，磷共晶含量小于1.5%，滲碳體與磷共晶含量之 和小于3%，硬度為240 290HBS，抗拉強(qiáng)度大于600N/mm2，伸長率大于3%以上，全年產(chǎn)量 正常維持在120萬臺(tái)套。如圖1所示，傳統(tǒng)的鑄造工藝為首先通過沖天爐熔化鐵水，然后 由手工砂型造型，再經(jīng)粗車后正火處理，最終才能基本保證產(chǎn)品質(zhì)量。而采用傳統(tǒng)工藝在鑄 造過程中存在下述問題一是用工成本高，原工藝要求鑄造工體質(zhì)強(qiáng)健，操作嫻熟，肯吃苦， 有一定的技術(shù)基礎(chǔ)，而這樣的操作工卻是我們沿海地區(qū)最缺的，這樣自然用工的勞動(dòng)力成 本在快速上升；二是生產(chǎn)成本高，產(chǎn)品各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)穩(wěn)定性差，成品率低，經(jīng)常遇到產(chǎn)品原 材料質(zhì)量問題，有時(shí)因材質(zhì)問題還嚴(yán)重降低效率；二是勞動(dòng)強(qiáng)度大，后續(xù)加工切削量大，生 產(chǎn)效率低下，采用沖天爐熔化鐵水加上正火工藝環(huán)境污染大，能耗高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題提供一種薄壁球鐵齒坯的鑄造方法，以解決現(xiàn)有鑄造工 藝用工成本高，生產(chǎn)成本高，能耗高以及污染嚴(yán)重的技術(shù)問題。本發(fā)明采用的技術(shù)方案一種薄壁球鐵齒坯的鑄造方法，該方法包括以下步驟步驟1，通過感應(yīng)電爐將金屬鐵熔化為鐵水；步驟2，將步驟1中熔化的鐵水倒入模具中進(jìn)行澆注成齒坯并開模；步驟3，對(duì)步驟2中所成型的齒坯進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并選出成品齒坯；步驟4，對(duì)所選出的成品齒坯進(jìn)行半精加工和精加工后形成合格的薄壁球鐵齒坯。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟1中，鐵水出爐溫度為1520°C 1540°C之間，控制時(shí)間在2 3分鐘內(nèi)。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟2中，每箱鐵水澆注時(shí)間為20 22s， 整個(gè)澆注時(shí)間控制在12. 5 i;3min之間。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟2中，注成齒坯前，該齒坯的材料化學(xué) 成分，以及在配料時(shí)和生產(chǎn)過程中各元素成分質(zhì)量百分比如下C3. 8 3. 9%，Si2. 7 2. 9%, MnO. 25 0. 4%，S 小于 0. 02%, P 小于 0. 06%。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟2中，注成齒坯前，該齒坯的所滿足 鐵水質(zhì)量控制的條件為Ti、等反石墨化元素含量小于0. 015%，碳硅當(dāng)量CEL為4. 65 4. 75%, Si與Mn含量值比在8. 5 10%之間。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟2中，在開模時(shí)滿足鑄造砂箱尺寸 精度要求，覆膜砂厚度的范圍為4.8士0. Imm;控制砂箱溫度在射砂之前的溫度范圍為 200°C 230°C，澆注后20min松砂箱扣子再等30min即形成成品。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比鑄造的球鐵薄壁鑄件既能保證產(chǎn)品質(zhì)量，又能提高生產(chǎn)效 率，大幅減少環(huán)境污染，大量節(jié)約能耗，能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。


圖1是現(xiàn)有鑄造工藝的流程圖；圖2是本發(fā)明鑄造工藝的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖2描述本發(fā)明的一種實(shí)施例。本發(fā)明提供的薄壁球鐵齒坯的鑄造方法所首先通過感應(yīng)電爐將金屬鐵熔化為鐵 水；其次將熔化的鐵水倒入模具中進(jìn)行澆注成齒坯并開模；然后對(duì)成型的齒坯進(jìn)行統(tǒng)計(jì)， 并選出成品齒坯；最后對(duì)所選出的成品齒坯進(jìn)行半精加工和精加工后形成合格的薄壁球鐵 齒坯。其中，為了保證鐵水澆注速度，每箱零件設(shè)計(jì)數(shù)量盡可能多，而零件多，輪輻薄又帶來 澆注過程中鐵水澆不足，冷隔等質(zhì)量缺陷；也同時(shí)為保證鐵水孕育質(zhì)量和球化質(zhì)量，防止孕 育和球化衰退，滿足零件圖紙質(zhì)量要求，在本發(fā)明中熔化鐵水采用感應(yīng)電爐，盡可能提高鐵 水溫度，將鐵水出爐溫度控制在1520°C 1540°C之間，高溫控制時(shí)間在2 3分鐘內(nèi)。在 鐵水澆注過程中要控制好鐵水澆注速度，堅(jiān)持先快后慢，保持澆口杯常滿原則，采取爐前硅 鐵塊常規(guī)孕育加鐵水澆注前硅鐵粉定量瞬時(shí)二次孕育相結(jié)合。再由于球鐵件體收縮率較 大，為保證此類薄壁零件鐵水得到及時(shí)補(bǔ)縮，消除縮孔和縮松等質(zhì)量缺陷，提高成品率；采 用澆口杯常滿原則，每箱鐵水澆注時(shí)間為20 22s，整個(gè)澆注時(shí)間控制在12. 5 i;3min之 間。并且控制好鑄造砂箱尺寸精度，保證覆膜砂厚度在4.8士0. Imm之間，控制砂箱溫度在 射砂之前在200°C 230°C之間，澆注后20min松砂箱扣子30min出件。為了保證在批量生 產(chǎn)過程中通過免正火工藝達(dá)到圖紙規(guī)定的珠光體含量控制在75%以上，滲碳體等含量控制 在圖紙規(guī)定要求內(nèi)，同時(shí)無異常組織，再由于用鐵模覆砂鑄造工藝生產(chǎn)此類薄壁零件，即齒 輪坯件后續(xù)要車加工、滾齒等機(jī)加工工序，極易在零件鑄造成品中形成難以切削加工的反 白口現(xiàn)象和滲碳體組織。該現(xiàn)象的發(fā)生及組織的生成必將嚴(yán)重降低材料各方面力學(xué)性能， 也為了使各項(xiàng)性能保證；本申請(qǐng)嚴(yán)格把控料場管理，控制好鑄件材料化學(xué)成分，配料時(shí)、生 產(chǎn)過程中各元素成分質(zhì)量百分比為:C3. 8 3. 9%，Si2. 7 2. 9%, MnO. 25 0. 4%，S小 于0. 02%，P小于0. 06% ；同時(shí)符合以下鐵水質(zhì)量控制要求為Ti、等反石墨化元素含量小 于0.015%，碳硅當(dāng)量CEL為4. 65 4. 75%, Si與Mn含量值比在8. 5 10%之間。通過以上措施后采用鐵模覆砂工藝生產(chǎn)鑄造的零件，最后形成的零件質(zhì)量穩(wěn)定 (見下表1)、力學(xué)性能好(見下表幻、生產(chǎn)效率高(見下表幻、產(chǎn)品單位能耗低(見下表 4)、工人勞動(dòng)強(qiáng)度低，生產(chǎn)條件也比較好。其中，體現(xiàn)質(zhì)量穩(wěn)定性的具體參數(shù)見下表1所示；體現(xiàn)力學(xué)性能好的具體參數(shù)見下表2所示；體現(xiàn)生產(chǎn)效率高的具體參數(shù)見下表3所示；體現(xiàn)產(chǎn)品單位能耗低的具體參數(shù)參見下表4所示。表1，具體為原工藝與現(xiàn)工藝金相組織對(duì)比表，具體參數(shù)如下
權(quán)利要求
1.一種薄壁球鐵齒坯的鑄造方法，其特征在于所述方法包括以下步驟A通過感應(yīng)電爐將金屬鐵熔化為鐵水；B將步驟A中熔化的鐵水倒入模具中澆注成齒坯并開模；C對(duì)步驟B中所成型的齒坯進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并選出成品齒坯；D對(duì)所選出的成品齒坯進(jìn)行半精加工和精加工后形成合格的薄壁球鐵齒坯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄壁球鐵齒坯的鑄造方法，其特征在于所述步驟A中，鐵水 出爐溫度為1520°C 1540°C之間，控制時(shí)間在2 3分鐘內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄壁球鐵齒坯的鑄造方法，其特征在于，所述步驟B中，每箱 鐵水澆注時(shí)間為20 22s，整個(gè)澆注時(shí)間控制在12. 5 i;3min之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的薄壁球鐵齒坯的鑄造方法，其特征在于所述步驟B中，注成 齒坯前，該齒坯的材料化學(xué)成分，以及在配料時(shí)和生產(chǎn)過程中各元素成分質(zhì)量百分比如下 C3. 8 3. 9%，Si2. 7 2. 9%, MnO. 25 0. 4%，S 小于 0. 02%, P 小于 0. 06%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄壁球鐵齒坯的鑄造方法，其特征在于所述步驟B中，注成 齒坯前，該齒坯所滿足鐵水質(zhì)量控制的條件為Ti、等反石墨化元素含量小于0.015%，碳 硅當(dāng)量CEL為4. 65 4. 75%, Si與Mn含量值比在8. 5 10%之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的薄壁球鐵齒坯的鑄造方法，其特征在于所述步驟B中，在開 模時(shí)滿足鑄造砂箱尺寸精度要求，覆膜砂厚度的范圍為4. 8士0. Imm ；控制砂箱溫度在射砂 之前的溫度范圍為200°C 230°C，澆注后20min松砂箱扣子再等30min即形成成品。
全文摘要
本發(fā)明提供的薄壁球鐵齒坯的鑄造方法，首先通過感應(yīng)電爐將鐵水熔化；其次將熔化的鐵水倒入模具中進(jìn)行澆注成齒坯；然后對(duì)成型的齒坯進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并選出成品齒坯；最后對(duì)所選出的成品齒坯進(jìn)行半精和精加工后形成合格的薄壁球鐵齒坯。解決了現(xiàn)有鑄造工藝用工成本高，生產(chǎn)成本高，能耗高以及污染嚴(yán)重的技術(shù)問題；采用該方法鑄造球鐵薄壁鑄件既能保證產(chǎn)品質(zhì)量，又能提高生產(chǎn)效率，大幅減少環(huán)境污染，大量節(jié)約能耗。能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)C22C37/04GK102069153SQ20111003539
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2011年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月30日
發(fā)明者李剛, 洪蘭秀, 谷俊, 谷遠(yuǎn)東 申請(qǐng)人:江蘇中力齒輪有限公司