411壳生产工艺的完善

411壳生产工艺的完善

陈启明1、程万涛1、杨群收2

（1.湖北襄阳云威机械有限公司、2.河南省铸锻工业协会专家组）

长期以来，我厂采用“套壳”*造型工艺，生产多种产品，成品率一直很高。即便是在开始生产411壳铸件时，产品质量也比较理想。但是在前一段时间生产中（由于人员的变动和原始记录的丢失），废品率很高，缩孔缺陷长时间没有得到解决。411壳铸件的几何尺寸及缩孔位置（见图1）。

图1

后对工艺修改完善，使合格品率大幅提高，产品质量稳定。本文围绕产品工艺修改完善的要点作简要介绍。

1　原工艺控制及铸件生产情况

考虑到411壳铸件的材质为QT450-10，属于薄壁壳形小件，为防止铸件出现冷隔、缩孔及缩松缺陷，我们采用了高碳当量、高温出炉等系列措施。

1.1 化学成分控制范围（见表1）

1.2球化处理工艺及浇注工艺

球化处理采用冲入法，球化剂加入量为1.2％，孕育剂加入量为1.0％；

出炉温度（即球化处理温度）为1570℃～1580℃，首浇温度1445℃，尾浇温度1342℃，浇注时间10min。

1.3 产品的金相组织及硬度见表2

1.4铸件存在的质量问题

钻孔加工的时候，在上图标注处出现严重的缩孔或缩松，经过多次实验，问题都没有得到彻底的解决。客户着急且有意见。

2　对原工艺再分析

2.1 原工艺设计思路

a．单纯的认为含碳高，石墨膨胀量大，可以减少铸件内部的缩松；碳高，铁水的流动性好。所以把含碳量控制在4.0％左右；

b．该铸件属于薄壁件，担心出现冷隔缺陷，把出炉温度定到1570～1580℃。

2.1 对原工艺再分析

按照我们原来设定的碳、硅含量，碳当量约为4.9％，远离球铁的共晶点，无论过高于共晶点，或者过低于共晶点，都会影响铁水的流动性；原铁水的含碳量越高，球化处理后的降碳量就越大，影响铁水质量。

出炉温度过高，使本来用电炉熔炼铁水，就易造成铁水缺少晶核的现象，更加雪上加霜；

浇注温度高，有利于补缩。但是浇注温度过高，铁液的体积膨胀量增大，凝固时的体收缩率和线收缩率就越高，铸件就越容易产生裂纹、缩孔、缩松缺陷。

浇注温度过高，铁水氧化，铸件易产生气孔、冷隔缺陷。在熔炼过程中，金属由固体变成液体时，吸收和溶解气体能力急剧增加，金属液温度越高，气体溶解度越大。可以打个比喻，盐在冷水中10～12％就饱和了，但是在热水中可含20～30％。金属液过热度越高，溶化时间越长，金属吸收气体的量就越多（特别是用电炉冶炼操作不当时），含气量大的金属液浇注到砂型中后，金属液在冷却凝固过程中，气体就会重新析出，析出的气泡如果能从金属液中浮出液面散去，铸件就不会产生气孔。当气体溶解度过多，特别是氧化严重的金属液，而又没有采取脱氧措施，来不及浮出散掉的气体，当金属液凝固后，铸件就会出现气孔。

球化处理铁液温度过高，覆盖剂以及球化剂熔化速度过快，由于纯Mg的密度1.74g／㎝3，熔点651℃，沸点1105℃，即便是由于Mg与Si化合后提高了合金的熔点，但也低于1400℃，更何况球化温度控制在1570℃。另外，铁液温度过高，铁液往往氧化严重，由于Mg和Re易与氧化物产生化合反应，高温使得Mg和Re的大量损耗和蒸发，降低其吸收率，影响球化质量。

3　修改后工艺控制及铸件生产情况

3.1化学成分控制范围见表3

3.2球化处理工艺及浇注工艺温度

球化处理仍采用冲入法，球化剂加入量1.1～1.2％、孕育剂加入量为0.8～1.0％，增加浮硅孕育0.2％。

球化处理温度、浇注温度和浇注时间控制见表4。

3.3工艺调整后的结果

1）铸件的金相组织及硬度（见表5）

2）铸件的合格率及客户满意度

第一次送铸件250件，加工后因缩松缺陷废1件，合格率99.6％；

第二次500件，加工后因缩松缺陷废4件，合格率99.2％（其它原因废6件）；

调整成分及温度后，不仅411壳的成品率得到稳定提高，同时2402N-036轴承座的成品率也得到稳定提高，生产108件无废品；153前底板生产105件无废品。

通过修改铸件化学成分的含量及调整球化处理温度，同时在操作上又采取了一些措施，产品质量稳定提高，得到用户的一致好评。

注：*“套壳”是我公司结合“铁模覆砂”工艺研究的一种新工艺，即壳型外套金属套，铸型不但具有像铁模覆砂那样可以防止壁移动、对铸件激冷效果，还具有不需要烘烤加热铁模的优点。