四川省樂(lè)山市市中區(qū)嘉勤機(jī)械廠 楊見(jiàn)平

空調(diào)壓縮機(jī)球鐵曲軸鑄件的生產(chǎn)

四川省樂(lè)山市市中區(qū)嘉勤機(jī)械廠 楊見(jiàn)平

本文針對(duì)空調(diào)壓縮機(jī)曲軸鑄件的生產(chǎn)工藝改進(jìn)方案及效果進(jìn)行了探討。在生產(chǎn)實(shí)踐中，對(duì)于質(zhì)量要求高，加工難度大的鑄件，不進(jìn)行熱處理，直接加工的鑄件，應(yīng)采用鑄態(tài)工藝生產(chǎn)；為了節(jié)能減排，增產(chǎn)降耗，保護(hù)環(huán)境，采用覆膜砂疊箱造型工藝，進(jìn)行熔煉、球化處理過(guò)程的控制。

空壓機(jī)曲軸；鑄態(tài)球鐵；覆膜砂造型；疊箱澆注

我廠生產(chǎn)的如圖1所示空調(diào)壓縮機(jī)曲軸。鑄件長(zhǎng)度100～140mm，直徑17～19mm，平均重量0.25公斤，加工余量1mm。不得有氣孔、沖砂、夾渣、縮孔、縮松、脹箱等缺陷，平衡塊外圓部位不加工。鑄件不進(jìn)行熱處理。

圖1 空調(diào)壓縮機(jī)曲軸

產(chǎn)品材質(zhì)為QT500-7，執(zhí)行《GB/T 1348-2009球墨鑄鐵件》標(biāo)準(zhǔn)，要求珠光體30-70%，球化等級(jí)≥3級(jí)。

表1是空調(diào)壓縮機(jī)曲軸的技術(shù)要求。

表1 QT500-7力學(xué)性能/基體組織

工藝小組結(jié)合企業(yè)現(xiàn)有條件，經(jīng)過(guò)幾次試驗(yàn)，生產(chǎn)出了合格的空調(diào)壓縮機(jī)曲軸。

1 鑄造工藝

采用覆膜砂造型，自動(dòng)射芯機(jī)制成模殼，疊箱澆注工藝。工藝要點(diǎn)為：

（1）傳統(tǒng)疊箱造型工藝，都是開(kāi)雙面模，即上下型都有鑄件。但曲軸鑄件因?yàn)橛衅胶鈮K，凸出于鑄件圓截面，故將型腔背面做成空心狀，型腔厚度8mm，砂/鐵比為1：1.4，節(jié)約了成本。采用封閉式澆注系統(tǒng)：F內(nèi)：F橫：F直 =1.0：1.2：1.4，直澆道兩個(gè)砂型之間用空心凹凸形狀直澆道固定，孔徑尺寸為20mm；內(nèi)澆道為圓形喇叭口，以利于鑄件順利充型和補(bǔ)縮。

（2）因疊箱造型澆注時(shí)無(wú)法放置過(guò)濾網(wǎng)擋渣，故橫澆道兩端各設(shè)計(jì)了3個(gè)截流槽，減緩鐵水流量，將渣滓擋在直澆道內(nèi)。還將橫澆道兩端加長(zhǎng)集渣。

（3）每2個(gè)砂型采用4個(gè)角用凹凸圓柱定位。合型采用上下夾板用鑄鐵板，規(guī)格為400mm×380mm×20mm,每組裝7層，1組就是140件產(chǎn)品。用2個(gè)條鐵框固定，再用鏍絲桿頂緊，澆口杯用覆膜砂射芯機(jī)制成型。放置于覆膜砂型凹槽內(nèi)，再用廢覆膜砂加水混濕將其固定住。

2 熔煉工藝

熔煉設(shè)備為2臺(tái)1噸感應(yīng)電爐；選用山西建邦Q10生鐵，廢鋼使用我廠供貨廠家生產(chǎn)空調(diào)壓縮機(jī)外殼的A3鋼的邊角余料，回爐料為曲軸鑄件廢品和澆冒口。使用牌號(hào)為FeSiMg8RE5的球化劑，球化劑壓包底，覆蓋75#硅鐵，沖入法球化處理，隨流孕育使用長(zhǎng)效硅鋇孕育劑。熔煉工藝主要有以下幾個(gè)要點(diǎn)。

2.1 化學(xué)成分

提高碳當(dāng)量，接近共晶點(diǎn)，可以使石墨球數(shù)增加，增加致密度，有利于鑄件補(bǔ)縮，減少碳化物的出現(xiàn)，但碳當(dāng)量過(guò)高會(huì)產(chǎn)生石墨飄浮。碳當(dāng)量控制在4.2%～4.4%。為了增加鑄件的耐磨性，珠光體控制在30%～50%，原鐵液的含硅量應(yīng)控制在1.5%以內(nèi)，終硅控制在2.5%～2.7%。降低錳含量。在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，含錳量超過(guò)0.35%時(shí)，鑄件硬度達(dá)到240HB，本體試樣抗拉強(qiáng)度550MPa，延伸率≥7%，含錳量高雖對(duì)提高珠光體有利，但會(huì)產(chǎn)生偏析，故含錳量不超過(guò)0.35%。

磷易產(chǎn)生偏析，應(yīng)嚴(yán)格控制在0.04%以下。硫高使鐵液流動(dòng)性變差，縮孔傾向增加，控制在0.03%～0.05%以內(nèi)。

殘留鎂不能過(guò)高，在保證球化質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡可能低，控制在0.035%～0.050%之間。稀土是反石墨化元素，殘留稀土過(guò)高，易產(chǎn)生偏析，導(dǎo)致出現(xiàn)異型石墨，降低鑄件的沖擊韌度，控制在0.020%～0.030%。

2.2 熔煉配料及爐前處理工藝

制定熔煉配料工藝：Q10原生鐵40%，A3廢鋼30%，澆冒口和廢品回爐料30%；用低硫增碳劑增碳，固定碳含量95%，收得率80%～85%。爐前化學(xué)成分控制見(jiàn)表2。

表2 鐵液的化學(xué)成分

3 生產(chǎn)實(shí)踐

經(jīng)過(guò)試生產(chǎn)，并進(jìn)行了改進(jìn)，澆注的產(chǎn)品經(jīng)檢驗(yàn)結(jié)果均達(dá)到了質(zhì)量要求?；瘜W(xué)成分和力學(xué)性能見(jiàn)表3。

表3 鑄件本體測(cè)得的化學(xué)成分和性能

4 結(jié)論

在生產(chǎn)鑄態(tài)珠光體球墨鑄鐵，加工精度要求高的薄壁、小件產(chǎn)品、并有獨(dú)立熱節(jié)，補(bǔ)縮困難的鑄件，提高碳當(dāng)量，降低球化劑加入量，包內(nèi)孕育＋隨流孕育＋澆口杯孕育是獲得易加工、球化良好的優(yōu)質(zhì)鑄件的重要條件。

由于采用了覆膜砂造型和疊箱澆注工藝，廠家回收廢砂，節(jié)約了成本，凈化了環(huán)境。用覆膜砂射芯工藝生產(chǎn)不需要專業(yè)技術(shù)，降低了工作強(qiáng)度，減少了工作時(shí)間，改善了工作環(huán)境，促進(jìn)了綠色鑄造的發(fā)展。

[1]張伯明.鑄造手冊(cè)鑄鐵[M].北京∶機(jī)械工業(yè)出版社,2002.

[2]黃天佑.鑄造手冊(cè)造型材料[M].北京∶機(jī)械工業(yè)出版社,2002.

[3]李魁盛.鑄造工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京∶機(jī)械工業(yè)出版社,2002.

[4]王成鐸等.球化處理方法綜述[M].組委會(huì)∶球墨鑄鐵生產(chǎn)技術(shù)研導(dǎo)會(huì)論文集,2004.

[5]日本鑄造工學(xué)會(huì).鑄造缺陷及其對(duì)策[M].北京∶機(jī)械工業(yè)出版社,2008.