用磁力緊實(shí)鐵丸提高殼型剛度

1、用磁力緊實(shí)鐵丸提高殼型剛度用磁力緊實(shí)鐵丸提高殼型剛度童思藝(廣西玉柴機(jī)器股份有限公司,廣西玉林537005)摘要:球墨鑄鐵鑄件因其特有的凝固特點(diǎn)要求采用高剛度的鑄型生產(chǎn).覆砂鐵型的剛度雖然滿足要求,但有生產(chǎn)線靈活性差,排氣困難以及工作環(huán)境溫度高等缺點(diǎn);殼型鑄造避免了上述缺點(diǎn),但剛度不足.為提高殼型的剛度,其外側(cè)采用鐵丸支撐,并采用磁力使鐵丸緊實(shí);此法使殼型仍保持良好的透氣性,且生產(chǎn)線的靈活性也得以提高.關(guān)鍵詞:球墨鑄鐵;磁力緊實(shí);殼型中圖分類號:TG249.9,TG255文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:10038345(2011)06006702DOI:10.3969.issn.10038345.20

2、11.06.009IncreasingRigidityofShellMouldwithMagneticForce-CompactedIronPillsTONGSi-yi(GuangxiYuchaiMachineryCompanyLimited,Yulin537005,China)Abstract:Highrigiditymouldisrequiredtoproducenodularironcastingsduetotheirpeculiarsolidificationcharacteristics.Thesandfacedironmouldcouldmeettherigidityrequire

3、ment,buthasshoaagessuchasthepoorflexibilityofproductionline,difficultgasventing,highenvironmenttemperatureetc.Theshellmoulddoesnthaveabovementionedshortages,howeveritsrigiditycouldntmeettherequirement.Inordertoincreasetherigidityoftheshellmould,theironpillswereusedtosupporttheoutersideoftheshellmoul

4、dandthemagneticforcewasadoptedtocompacttheironpills.Bysuchway,theshellmouldstillkeepsitsgoodpermeability,andtheproductionlineisalsoflexible.Keywords:nodularcastiron;magneticforcecompaction;shellmould根據(jù)球墨鑄鐵的凝固特性,為防止縮孔,縮松缺陷,必須提高鑄型的剛度.覆砂鐵型鑄造是目前生產(chǎn)球墨鑄鐵曲軸應(yīng)用較廣泛的鑄造工藝,但鑄件品種更換困難,比較適合用于單一品種鑄件的生產(chǎn),而且有排氣較困難,工作環(huán)境溫

5、度高等缺點(diǎn).與覆砂鐵型相比,殼型鑄造沒有上述缺點(diǎn),但鑄型剛度相對較低,冷卻速度也較慢.為此,筆者介紹一種在殼型外部充填鐵丸,并采用磁力提高鐵丸緊實(shí)度,從而提高鑄型剛度和冷卻速度的方法.1生產(chǎn)球墨鑄鐵件要采用高剛度鑄型的原因球墨鑄鐵的凝固特性主要是:(1)鐵液經(jīng)過球化處理后,球狀石墨即在鐵液中析出,并隨著收稿日期:2011-0726修定日期:2011一l020作者簡介:童思藝(1964一),男,廣西博白人,碩士,高級工程師主要從事鑄造技術(shù)和質(zhì)量管理工作.溫度的逐步降低而逐漸長大,同時由于密度變化而伴隨有體積膨脹.(2)球墨鑄鐵以離異共晶的方式進(jìn)行共晶轉(zhuǎn)變.其凝固方式是內(nèi)外幾乎同時進(jìn)行粥樣凝固,鑄

6、件外層形成堅固外殼的時間較長,如果鑄型剛度不高,石墨化膨脹容易導(dǎo)致鑄件外形脹大,并且液態(tài)補(bǔ)縮通道容易被堵塞,因而較易產(chǎn)生縮松缺陷;反之,如果鑄型剛度較高,石墨化膨脹不但不會引起鑄件外形脹大,還可以用于彌補(bǔ)液態(tài)和凝固收縮,防止縮孔,縮松產(chǎn)生,甚至可以采用無冒口鑄造二藝.2覆砂鐵型鑄造工藝的缺點(diǎn)根據(jù)上述球墨鑄鐵的凝固特性,除了要選擇適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)成分和澆注溫度外,提高鑄型剛度,防止鑄件外形脹大是防止球墨鑄鐵鑄件產(chǎn)生縮孑L,縮松的關(guān)鍵措施.一般的粘土濕砂型的剛度是不可能滿足要求的,為此,目前用得較多的是覆砂鐵型.覆砂鐵型的制作方法是:在內(nèi)腔形狀與鑄件20l1/6現(xiàn)代鑄鐵l67相似但比鑄件略大的鐵型內(nèi)腔覆

7、上或包覆一層覆膜砂層,如圖1所示.這種鑄型剛度較高,鑄型不易膨脹,防止縮孔和縮松的效果好,但有以下缺點(diǎn):(1)生產(chǎn)線所需的鐵型數(shù)量多,資金投入大,生產(chǎn)成本高.(2)由于一種鐵型只能生產(chǎn)一種鑄件,更換鑄件品種時,就必須更換鐵型,所以生產(chǎn)線靈活性差,更換品種較困難.鑄件品種多時,鐵型的數(shù)量也多,占用的場地就大,因此不適合于小批量多品種的生產(chǎn).(3)覆砂鐵型開設(shè)排氣孑L比較困難,澆注鐵液時,覆膜砂中樹脂等發(fā)氣物質(zhì)燃燒發(fā)出的氣體難以排出,容易侵入鐵液而形成氣孔缺陷.(4)覆砂鐵型利用鐵型和模具的溫度使覆膜砂固化,因此鐵型的溫度必須控制在一定的范圍,這就帶來了如下問題.當(dāng)鐵型溫度低于覆膜砂的固化溫度時,

8、必須對鐵型進(jìn)行加熱,否則,覆膜砂就同化不透,達(dá)不到預(yù)定的強(qiáng)度,鑄型容易損壞,此時覆膜砂發(fā)氣量也大,容易產(chǎn)生氣孔缺陷;當(dāng)鐵型的溫度高于覆膜砂的同化溫度過多時,要使鐵型降溫,否則,覆膜砂被烤焦,變脆,鑄型也容易損壞.所以,覆砂鐵型耗時耗能.鐵型溫度高,熱輻射使環(huán)境溫度高,勞動條件差.鐵型長期在升溫,降溫交替條件下丁作,容易變形,壽命縮短.一艘睛況下,灰鑄鐵鐵型的壽命只有35個月.(5)覆砂鐵型引起的鑄件收縮阻力較大,容易使鑄件的鑄造應(yīng)力增大,從而使鑄件冷裂傾向增大.68J現(xiàn)代鑄鐵2ol1/63用磁力緊實(shí)鐵丸提高殼型的剛度為了避免覆砂鐵型鑄造存在的缺點(diǎn),球墨鑄鐵件的另一種鑄造工藝方法是垂直分型殼型.

9、為提高其剛度,將殼型置于一金屬容器(相當(dāng)于”砂箱”)內(nèi),殼型外側(cè)采用鐵丸支撐,并采用磁力使鐵丸緊實(shí),見罔2.具體做法是將垂直分型的殼型鑄型垂直立置于上大下小的容器中,殼型與容器之間的空隙用鐵丸充填,底部的電磁鐵在澆注鐵液結(jié)束至鐵液凝固結(jié)束期間通電產(chǎn)生磁力,鐵丸在重力和吸力的作用下,在上大下小的容器中產(chǎn)生向下運(yùn)動的趨勢,將殼型擠緊,提高鑄型的剛度.這種方法的優(yōu)點(diǎn)是:鑄型剛度比不充填鐵丸的殼型高,鑄型膨脹量較小,防止縮孑L和縮松的效果較好.南于鐵丸之間的間隙透氣性好,并且在鐵桶壁設(shè)置有帶網(wǎng)格的排氣孔,排氣通暢,防止氣孔的效果較好.生產(chǎn)線組織小批量,多品種生產(chǎn)方便,如要更換鑄件品種時,只需更換殼型鑄型即可,有利于減少投資,降低成本.鐵液凝同結(jié)束后,鑄型底部的電磁鐵即關(guān)閉,吸力解除,此時鐵丸緊實(shí)度降低,有利于減小鑄件的收縮