軒世成，來旭強(qiáng)，馬玉民

（中國一拖集團(tuán)有限公司鑄鋼廠，河南 洛陽 471004）

濕地履帶板（IV25002）是工程機(jī)械鑄鋼件，材質(zhì)為ZG40Mn2，該零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：壁薄，零件大部分壁厚為8mm，兩端壁厚為7mm，呈長條狀，V形凹入，外形尺寸800mm×192mm，如圖1所示。采用手工水玻璃砂生產(chǎn)濕地履帶板時，由于造型周期長，生產(chǎn)效率低，導(dǎo)致生產(chǎn)進(jìn)度緩慢，同時，鑄件不易清砂，操作難度大，另由于水玻璃砂的透氣性、退讓性差，鑄件還易出現(xiàn)澆不足、熱裂紋、皺皮等鑄造缺陷，影響了鑄件的質(zhì)量要求。

圖1 零件的結(jié)構(gòu)簡圖

為縮短供貨周期，按期給客戶提供批量合格的濕地履帶板鑄件，通過工藝改進(jìn)，工藝驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了潮模砂批量生產(chǎn)濕地履帶板。

1 工藝措施

1.1 改進(jìn)下芯工藝

原工藝如圖2a），采用手工水玻璃砂生產(chǎn)時，為保證鑄件澆注成形時邊緣輪廓清晰，將鑄件V形凹入內(nèi)腔用下模成型，芯子采用吊芯的方法吊在上箱，在手工操作時芯子不易下到底，且容易出現(xiàn)錯偏，難以保證裝配孔位置，致使部分鑄件因尺寸超差而報(bào)廢。在采用潮模砂生產(chǎn)時，為消除裝配孔錯偏，對原工藝進(jìn)行改進(jìn)，采用圖2b）的方法，將芯子做成預(yù)埋砂芯[1]，芯頭做成上大下小，造型時事先將砂芯放在上模型對應(yīng)位置得備用孔內(nèi)，只露出芯頭，造型填砂震實(shí)后芯頭被埋在砂型中。改進(jìn)后砂芯定位精確，可消除裝配孔錯偏。

圖2 工藝改進(jìn)圖

1.2 型砂配制

選用細(xì)粒面砂和高透氣性背砂。與液體金屬直接接觸的型面用細(xì)粒面砂，其他部分選用高透氣性的背砂。背砂為平常使用的一般黏土砂（舊砂）。面砂要求耐火度高，背砂耐火度可稍低些。造型時由于面砂層較?。ㄒ话銥?0mm～30mm），對整個砂型透氣性影響不大。面砂配比如表1。

表1 面砂配比 （體積分?jǐn)?shù)，%）

說明：水的加入量：依下表中緊實(shí)率要求，根據(jù)天氣情況、砂子濕度適當(dāng)加入。加料順序?yàn)樯?膨潤土粉-蘇打（干混 2 min）-水（濕混 2 min）-紙漿-重油。面砂的性能要求如表2。

表2 面砂的性能要求

1.3 工裝模具

由于采用批量流水線生產(chǎn)，砂箱采用的是標(biāo)準(zhǔn)砂箱，砂箱內(nèi)腔尺寸（長×寬×高）上箱為910mm×600mm×175mm， 下箱尺寸為 910mm×600mm×200mm，根據(jù)鑄件鋼種，鑄造縮尺選為2%，工藝布置如圖3。

圖3 工藝布置簡圖

在標(biāo)準(zhǔn)底板上布置二塊模型，內(nèi)澆口設(shè)計(jì)成扁平形狀，截面積為70mm×10mm，不僅便于鋼水順利的流入型腔，還起到一定的擋渣效果。在上模型外側(cè)增設(shè)排氣針（φ30mm×220mm），每型6個，每邊3個，同時改進(jìn)上砂箱壓頭，使排氣針在造上型時能捅透砂型，這樣上箱造型后型腔直通大氣。澆注時氣體能夠順利地從型腔內(nèi)排出，鋼水迅速地充滿型腔，使鑄件輪廓飽滿。

1.4 造型操作

采用Z148B震壓式造型機(jī)造型，首先將預(yù)埋砂芯放置到位，然后按面砂使用要求在模型表面撒一層面砂，然后加背砂，在砂箱上放好充砂框，將型砂一次充滿，開始震擊時將砂子扒好，然后取下充砂框。砂型硬度達(dá)到工藝要求時，停止震擊，并加壓，然后起模，將上模澆口杯修光潔，將砂型送去合箱。為使型砂緊實(shí)均勻，造型機(jī)震擊次數(shù)為20～30次，并采用砂型硬度計(jì)測定型砂硬度：上砂型為HB60～70，下砂型為HB70～80。

1.5 澆注控制

1）嚴(yán)格控制澆注速度，澆包抬的過高，澆注速度太快，會造成對砂型強(qiáng)烈沖擊，產(chǎn)生掉砂。澆注速度太慢，液體金屬流動慢，降溫太快產(chǎn)生凝固，使鑄件不易成形。澆注時，澆包盡可能地接近澆口杯，減少液體金屬對砂型的沖擊。

2）嚴(yán)格格控制鋼水澆注溫度，在不影響金屬流動性，保證鑄件不出現(xiàn)澆不足缺陷的情況下，盡可能降低液體金屬的澆注溫度。澆注溫度采用1580℃左右。

3）由于濕地履帶板壁薄，為使?jié)沧⒑蟮蔫T件不產(chǎn)生變形，澆注后開箱時間定為50min。

2 生產(chǎn)驗(yàn)證

按照上述工藝措施，進(jìn)行了2次小批生產(chǎn)，共生產(chǎn)鑄件120件，質(zhì)量檢測結(jié)果如表3。

表3 檢測結(jié)果

從表3數(shù)據(jù)可以看出潮模砂生產(chǎn)鑄件的優(yōu)點(diǎn)：1）潮模砂的退讓性好，鑄件產(chǎn)生熱裂紋的傾向性?。?）潮模砂的透氣性好，排氣系統(tǒng)通暢，鑄件輪廓成形好；3）采用機(jī)械化造型，潮模砂容易起模，鑄件尺寸精確高；4）采用流水線生產(chǎn)，一爐鋼水澆注的鑄件數(shù)量多，化學(xué)成分、機(jī)械性能一致。

采用潮模砂生產(chǎn)濕地履帶板后，單班造型箱數(shù)增大到300箱，是手工水玻璃砂造型箱數(shù)的6倍（手工水玻璃砂單班造型50箱），鑄件廢品率由原來的8.9%減小到3.1%，供貨周期由原來的26 d縮短為20d。

3 結(jié)論

采用潮模砂，能夠?qū)崿F(xiàn)濕地履帶板的批量生產(chǎn)，同時，鑄件尺寸精確，廢品率低，不僅產(chǎn)品質(zhì)量得到提高，還能夠在短期內(nèi)完成大批量的生產(chǎn)任務(wù)。

［1］姜希尚.鑄造手冊（第5卷）鑄造工藝［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.