遼陽(yáng)鍛壓機(jī)床有限公司 （遼寧 111000） 張懷敏 楊東明

我公司是生產(chǎn)鍛壓機(jī)床重點(diǎn)企業(yè)之一，飛輪、帶輪是壓力機(jī)上的重要零件，鑄造過程中極易產(chǎn)生縮松、氣孔、裂紋等缺陷。針對(duì)輪類鑄件結(jié)構(gòu)均勻的特點(diǎn)，采用雨淋頂注或用扁平內(nèi)澆口從上部圓周分散引入，在輪轂中心設(shè)置壓邊冒口，輪轂四周均布冷鐵的工藝，保證了輪類鑄件組織的均勻性，生產(chǎn)的鑄件組織致密，表面硬度均勻，工藝出品率較高。

1. 鑄造工藝

圖1所示的摩擦壓力機(jī)飛輪鑄件，材質(zhì)為HT200，工藝為表干型，澆注溫度在1360～1390℃。澆注時(shí)，鐵液很快在雨淋圈上充滿，內(nèi)澆口為雨淋口，具有很好的擋渣功能，鐵液從雨淋孔頂注，對(duì)鑄型沖擊小，鐵液形成由下到上的溫度梯度，先澆入的鐵液在鑄型下部冷卻收縮，可以得到后澆入鐵液的補(bǔ)縮；鐵液對(duì)液面的沖擊，更有利于氣體從金屬液面排出，熔渣也不易粘附在型壁上，鐵液分散而均勻地流入，從輪緣經(jīng)輪輻到輪轂，克服了因局部過熱而產(chǎn)生組織縮松的現(xiàn)象，鑄件表面硬度均勻，組織致密。

圖1 飛輪雨淋頂注工藝

雨淋孔經(jīng)高溫鐵液流過被加熱，澆口圈中的鐵液在澆注完畢后對(duì)輪緣有一定的補(bǔ)縮作用。另外，采用雨淋頂注工藝，還減小了砂箱尺寸，降低了型砂用量。

圖2為某飛輪鑄造工藝，考慮到重量及上平面比圖1所示飛輪增加較大，如果仍選用雨淋頂注，勢(shì)必增大雨淋孔徑，而影響擋渣效果，故選用扁平內(nèi)澆口從頂面均勻分散引入，為滿足輪緣外壁質(zhì)量要求較高的特點(diǎn)，內(nèi)澆口采用切向，防止渣沖入粘附在緣壁，以保證輪緣外壁質(zhì)量。

圖2 某飛輪中心壓邊冒口工藝

在輪緣外側(cè)放置冷鐵，由于冷鐵處激冷，石墨析出產(chǎn)生膨脹提前，有利于收縮和膨脹的早期疊加，自補(bǔ)縮性能得到改善。冷鐵不僅對(duì)安放部位有作用，而且對(duì)鑄件整體也有增強(qiáng)自補(bǔ)的增益作用。冒口的作用僅是補(bǔ)充均衡點(diǎn)之前自補(bǔ)不足的差額，根據(jù)該飛輪鑄件的結(jié)構(gòu)和壁厚情況，選用壓邊冒口中心放置。

2. 工藝參數(shù)的選取

澆注系統(tǒng)尺寸的確定：內(nèi)澆道截面積按下式進(jìn)行計(jì)算。

式中 ∑F內(nèi)——內(nèi)澆道截面積總和（cm2）；

G——鑄件毛重（kg）；

M——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，取M＝1.0。

采用封閉式澆注系統(tǒng)。

壓邊冒口尺寸的確定如下：

（1）冒口直徑和高度 冒口體的大小應(yīng)視鑄件的補(bǔ)縮要求而定，按分段熱節(jié)圓比例法選取。

大件：D＝（1.0～1.2）T

中件：D＝（1.5～2）T

H＝（1.5～2）D

式中，D為冒口直徑，H為壓邊冒口高度，T為熱節(jié)圓直徑或鑄件壁厚。

鑄件越小補(bǔ)縮要求越高，鑄件越厚大補(bǔ)縮要求越低；牌號(hào)越高，補(bǔ)縮要求越高。保持冒口有一定的高度，有助于冒口中金屬液有足夠的壓力來(lái)克服枝晶間的阻力，易于對(duì)鑄件進(jìn)行有效的補(bǔ)縮。

（2）壓邊縫隙寬度和長(zhǎng)度 合適的壓邊量，只要鑄件收縮，冒口體中有足夠的熱鐵液，冒口頸就不易凝固閘死，以保證充分補(bǔ)縮，當(dāng)達(dá)到均衡點(diǎn)，由于鑄件進(jìn)入自補(bǔ)縮階段，此時(shí)不管冒口頸是否通暢，冒口體中還有多少熱鐵液，鑄件不需要向冒口抽吸金屬液，鐵液停止補(bǔ)縮流動(dòng)。

壓邊量過小，在均衡點(diǎn)之前鐵液流動(dòng)的熱效應(yīng)不足以抵擋壓邊處樹枝晶的增長(zhǎng)，過早地閘死了補(bǔ)縮通道，此時(shí)鑄件內(nèi)部的收縮還要抽吸冒口處鐵液，收縮得不到補(bǔ)充，導(dǎo)致液面脫離，逐漸內(nèi)縮下降，產(chǎn)生縮孔缺陷。

過大的壓邊量，冒口頸成為最后凝固的地方，鑄件上平面會(huì)產(chǎn)生縮凹。

現(xiàn)有資料所提供的壓邊縫隙寬度值偏小，壓邊縫隙的寬度決定著冒口對(duì)鑄件的可能補(bǔ)縮時(shí)間，寬度增加，補(bǔ)縮時(shí)間延長(zhǎng)，寬度值視鑄件結(jié)構(gòu)、重量、材質(zhì)牌號(hào)而定，一般取5～15mm，壓邊長(zhǎng)度可取（0.8～1.2）D。

3. 工藝補(bǔ)充說明

（1）冷鐵的放置應(yīng)距頂部、底部一定距離，防止尖角處激冷過快而產(chǎn)生白口。另外，要控制冷鐵的使用次數(shù)，隨著冷鐵重復(fù)使用次數(shù)的增加，石墨發(fā)生氧化和基體積物發(fā)生改變，其激冷能力下降。

（2）采用雨淋頂注工藝，澆注完畢時(shí)，澆口圈內(nèi)應(yīng)留一定鐵液，起補(bǔ)縮作用。

4. 結(jié)語(yǔ)

按上述雨淋頂注或扁平內(nèi)澆口與中心壓邊冒口澆注的輪類鑄件，加工后均獲得無(wú)縮孔、縮松、組織致密，表面硬度均勻，工藝出品率較高的健全鑄件，大幅提高了鑄件的成品率，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。