徐州銅山區(qū)飛龍閥門廠 （江蘇 221121） 張立權

盤式制動器又稱剎車盤，其是叉車、裝載機上重要的制動設備，因此，鑄件質量的優(yōu)劣直接關系到叉車、裝載機的行駛安全與工作安全。我廠生產的DY-JQ-40F、DY-JQ-50F兩種規(guī)格的盤式制動器，分別由內鉗與外鉗兩種組合。其中DY-JQ-40F內鉗與外鉗兩鑄件毛坯重12.5kg、11kg，材質QT500-7，硬度230～265HBW。其零件結構如圖1、圖2所示。

圖1 內鉗

圖2 外鉗

鑄件結構特點；壁厚懸殊，內鉗與外鉗兩端壁厚58mm處各有一條φ6.5mm液壓油孔，最小壁厚12mm。技術要求：中心距為105mm的兩φ75mm活塞孔及其相貫通的長、寬、高為38mm×20mm×10mm的液壓通道內，不允許有任何氣孔、砂眼、粘砂等鑄造缺陷，鑄件外觀不允許有氣孔、砂眼、粘砂、錯箱、脹箱、飛邊及毛刺等。機加工組合后，在18MPa壓強下試壓，鑄件不允許出現(xiàn)滲油、漏油與變形現(xiàn)象。生產過程中，由于鑄件壁厚懸殊，受生產條件限制，采用濕型煤粉砂生產。經解剖兩端液壓油孔處，常產生縮孔缺陷，導致產生漏油、滲油，并伴有因強度偏低產生變形的現(xiàn)象。

因此，在生產過程中，要求有高溫優(yōu)質鐵液，合理的鑄型（芯）工藝與澆主系統(tǒng)。

一、 型（芯）砂工藝配比

造型采用濕型煤粉砂，兩φ67mm活塞孔與38mm×20mm×100mm的液壓通道砂芯用覆膜砂，型芯砂配比如下：

（1）濕型面砂配比 粒度0.212～0.106mm（70/140目）的新砂50%、舊砂50%、膨潤土5%～6%、碳酸鈉4%～5%（以膨潤土為基數）、煤粉4%～6%，水分適量，濕壓強度90～120kPa，透氣性≥100。

（2）濕型背砂配比 舊砂100%，膨潤土2%～3%，水分適量。濕壓強度≥80kPa，透氣性≥80。

（3）芯砂 選用成品FZF-201型常溫抗彎強度6.5～7.5MPa覆膜砂。

二、 鑄造工藝制訂

（1）鑄型工藝 DY-JQ-40F盤式制動器內外鉗毛坯總重23.5kg，專用砂箱，一箱兩件，熱側暗冒口澆注，鑄造工藝如圖3所示。

圖3 內外鉗鑄造工藝

采用充型平穩(wěn)半封閉式澆注系統(tǒng)，各澆道截面積比為∑F直∶∑F橫∶∑F內＝1∶1.2∶0.8。增大橫澆道截面積的目的是，當高溫鐵液進入橫澆道后，降低了流速，促使渣液上浮后可滯留在橫澆道上的集渣包內，使鐵液平穩(wěn)地進入暗冒口中，帶入的少許渣液上浮至冒口頂端，內澆道為寬扁鴨嘴狀，與鑄件連接處厚度為6mm，可防止殘渣進入型腔。蓋箱型腔的上表面扎多個φ6～φ8mm的出氣孔，經多次解剖發(fā)現(xiàn)，內鉗鑄件兩端易產生縮孔。因此，在設計其內澆道時使其略大于外鉗內澆道的截面積。

（2）兩活塞孔與其貫通的液壓通道砂芯的設計 兩活塞孔及其相貫通的液壓通道要求內腔光潔、平滑，不允許有氣孔、縮孔、粘砂與結疤等缺陷。工藝設計位于下箱，砂芯上表面為不通孔。我們采用FZT-201型覆膜砂，砂芯結構如圖4所示。芯盒材質Q235A，加熱溫度230～250℃，硬化時間30～40s。兩活塞孔芯制作成殼型，芯頭間隙為零。下芯前底箱芯頭扎φ8mm排氣孔。采用上述措施后，不但便于砂芯排氣，還節(jié)省了覆膜砂的用量。

（3）砂箱 設計專用砂箱，四周吃砂量≤30mm，上下箱吃砂量≤60mm，用δ=6mm普通防滑花紋鋼板焊接，兩邊框設有定位導柱銷箱耳，合箱后用M12螺栓鎖緊。

圖4

（4）造型 選用兩臺Z145W微震壓實式造型機，上下箱中模樣與澆注系統(tǒng)各自為固定型板。模樣表面覆蓋10～20mm面砂后，再充填背砂震實壓平 ，型腔緊實度≥90。

三、熔煉質量的控制

1.爐料的選用

正確選用爐料是獲得優(yōu)質鐵液的必備條件，我們在生產過程中著重控制以下幾個方面。

（1）球墨鑄鐵用生鐵的選用 不同廠家生產的生鐵，由于礦石來源不同和冶煉方法不同，其微量元素、氣體、非金屬夾雜物的數量也就不同，而它們又很難用一般的化學方法檢查出來。根據上述因素，我們選用表面光潔、微量元素偏低的球墨鑄鐵用生鐵。生產初期，選用的球墨鑄鐵用Q12生鐵，其微量元素wTi=0.10%，wcr=0.02%，表面夾雜物較多，結果鑄件氣孔、縮孔缺陷占50%左右。后更換了價格略高的另一生產廠家的表面光潔、微量元素偏低的Q12生鐵，杜絕了上述鑄造缺陷。生產實踐證明，由于生鐵的遺傳因素，當生鐵中微量元素wTi≥0.04%且表面夾雜物較多時，鑄造出的球墨鑄鐵件，多產生縮孔，縮松、氣孔及非金屬夾雜物等缺陷。

（2）廢鋼 由于回收的廢鋼成分混雜，銹蝕嚴重，易使鑄件產生多種鑄造缺陷，因此生產中應堅持選用普通碳素鋼，杜絕使用銹蝕嚴重的廢鋼及合金鋼。

（3）焦炭 選用河南產固定碳≥88%、wS=0.3%～0.4%的鑄造焦炭。

2.熔煉的控制

（1）鐵液溫度的控制 溫度、化學成分、純凈度是鐵液的三項冶金指標。而溫度又直接影響到鐵液的化學成分與純凈度。在一定范圍內提高鐵液溫度，可使石墨細化，組織致密，提高抗拉強度。

采取措施：每次按工藝圖樣要求修砌沖天爐爐型，適當提高底焦裝爐高度與層焦用量，控制金屬爐料尺寸小于1/3爐膛內徑，確保鐵液出爐溫度在1450～1470℃。

（2）球化與化學成分的控制 在保證球化的條件下，盡量降低鐵液內的稀土和鎂的殘留量，嚴格控制硫、磷含量。

采取措施：選用稀土含量低的FeSiMg8RE3球化劑，加入量1.3%～1.35%，75SiFe孕育劑，徐州產Q12生鐵。稀土鎂合金放入堤壩高≥150mm的一側，覆蓋占鐵液總量為0.8%的粒度15～20mm經預熱的75SiFe，表石覆蓋球墨鑄鐵屑并舂緊，鐵液量一次沖滿，待鐵液反應平穩(wěn)后，扒凈表面浮渣，檢驗合格后，包嘴覆蓋鐵液撇渣劑，鐵液表面覆蓋稻草灰?？刂畦F液化學成分為：wC=3.6%～3.8%、wSi=2.2%～2.4%、wMn=0.4%～0.6%、wS≤0.03%、wP≤0.06%、wRE殘=0.03%～0.04%、wMg殘=0.04%～0.05%。10min內澆完鐵液。

（3）澆注 澆注溫度≥1360℃，采用“二慢－快”的澆注原則，待鐵液超過型腔上表面后，放慢澆注速度，注滿后從直澆道點澆1～2次，澆注過程中及時點火引氣。

四、實踐體會

（1）選用熔煉用爐料要慎重，選用固定廠家生產的爐料，尤其是球墨鑄鐵用生鐵，要選用硫、磷及微量元素含量低，以及表面光滑的特級或一級球墨鑄鐵用生鐵。使用過程中長期跟蹤，定期檢驗其微量合金元素，防止遺傳因素導致批量質量事故和存有質量穩(wěn)患。

（2）提高型腔剛度，型芯應具有足夠的透氣性，適當減少型腔吃砂量，砂箱應具有一定的剛度，牢固的砂箱夾緊裝置，采用薄而寬的內澆道，使其在二次膨脹前凝固封閉。

（3）合理的鐵液化學成分和澆注溫度，在保證球化的條件下降低鑄件內的殘留鎂量和稀土量，嚴格控制微量合金元素Ti、A1的含量。按照C%+1/7Si%≥3.9%的原則來控制碳、硅量。

（4）兩活塞孔及其相貫通的液壓通道內采用覆膜砂，消除了內腔粘砂、氣孔及砂眼等鑄造缺陷。

兩年來，隨著各項措施的落實與改進，我們已生產DY-JQ-50F、DY-JQ-40F內鉗、外鉗等各種鑄件數萬件，經機加工后，鑄件組織致密，組合后經18MPa試壓，盤式制動器滲油、漏油及變形現(xiàn)象已基本得到控制。