摘要：普通球鐵類產(chǎn)品工藝特性
由于球鐵比灰鐵縮率大，在設(shè)計(jì)鑄造工藝方案時(shí)，所有的熱節(jié)點(diǎn)都必須考慮到縮孔問題。一般來講，解決縮孔的問題，通常考慮的是通過冷鐵或冒口進(jìn)行補(bǔ)縮。如何利用冷鐵或冒口進(jìn)行補(bǔ)縮由鑄件的結(jié)構(gòu)決定：結(jié)構(gòu)簡單的鑄件其熱節(jié)點(diǎn)也比較單一，用單獨(dú)的冷鐵或冒口就可以解決補(bǔ)縮問題，但結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜的鑄件往往熱節(jié)點(diǎn)多而且分散，如何合理利用冷鐵和冒口實(shí)現(xiàn)補(bǔ)縮就顯得非常關(guān)鍵，本文通過一個(gè)實(shí)例闡述此類問題。
關(guān)鍵詞： 熱節(jié)點(diǎn) 縮孔 順序凝固
下圖是國內(nèi)某中型鑄造企業(yè)生產(chǎn)的某款機(jī)械手臂箱體產(chǎn)品，鑄件單重為：78Kg，鑄件內(nèi)外表面存在很多孤立的熱節(jié)點(diǎn)。
生產(chǎn)條件如下：
(1). 造型方式：外模和砂芯均采用呋喃樹脂自硬砂造型。
(2).熔煉方式：國產(chǎn)中頻感應(yīng)電爐，容量為3噸，每爐熔煉時(shí)間：約60分鐘 。
(3).材質(zhì)：普通的QT500-7，客戶要求：爐前碳：3.75～3.85，終硅：2.4～2.6，Mn：0.35~0.45,Cu: 0.2～0.3。
困憂該公司生產(chǎn)相關(guān)的問題如下圖所示，從產(chǎn)品開發(fā)到批量生產(chǎn)，在過去的3年時(shí)間鑄件一直存在多處縮孔問題，每天生產(chǎn)12件，由于縮孔造成機(jī)加工后螺紋孔爛牙報(bào)廢的比例占20～70%不等，客戶意見很大。
針對以上的縮孔問題，該公司生產(chǎn)和技術(shù)部門的認(rèn)識(shí)存在偏差，一致認(rèn)為是鐵水質(zhì)量問題導(dǎo)致。經(jīng)過查看退回的機(jī)加工報(bào)廢件，螺紋孔內(nèi)爛了3個(gè)牙，顯然孔洞應(yīng)定性為縮孔，并非鐵水質(zhì)量問題可能導(dǎo)致的縮松，這也是該公司3年都沒把問題解決的原因。要徹底解決該產(chǎn)品的縮孔問題，就要從產(chǎn)品的模具工藝著手，原來的模具圖如下：
| 下箱模具圖片 |
上箱模具圖片 |
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下箱的冷鐵位置如下圖片：
砂芯的冷鐵位置如下圖片（涂刷前后）
從上面5幅圖片可以看出：
.下箱平面上分布很多孤立的熱節(jié)點(diǎn)。
.外模和砂芯上使用很多冷鐵，而且冷鐵體積比熱節(jié)部分體積都大很多，而且冷鐵都是接觸面大厚度薄的形狀，這就使得熱節(jié)的中心部位被激冷能力較差，熱節(jié)邊上薄的部位被激冷能力較強(qiáng)，導(dǎo)致熱節(jié)中心部位的補(bǔ)縮通道堵塞而起不到補(bǔ)縮的作用。
.砂芯上的冷鐵位置凹坑長向體積圖紙上只是實(shí)際砂芯的三分之一，也就是被人為擴(kuò)大成3倍，該公司的技術(shù)人員是想通過增大其長向體積，使得縮孔遠(yuǎn)離加工孔位置。但不幸的是，該處的熱節(jié)也被人為加大，補(bǔ)縮難度自然也被人為加大，加上冷鐵形狀設(shè)計(jì)不合理，生產(chǎn)結(jié)構(gòu)表明，該辦法是行不通的。
上箱均采用溢流冷冒口補(bǔ)縮，而且均是明冒口，冷卻速度相當(dāng)快。也就是充型時(shí)型腔內(nèi)上升溢流到冒口的鐵水是冷的，冒口頸下面型腔內(nèi)的鐵水比冒口里的鐵水還熱，拿冷卻速度較快的冷鐵水去補(bǔ)冷卻速度較慢的熱鐵水是相當(dāng)困難的，不僅冒口尺寸要很大浪費(fèi)鐵水，冒口頸也要很大，給后處理的分離和研磨都增加難度。對照客戶反饋的加工螺紋爛牙孔位置和冒口位置，發(fā)現(xiàn)冒口不但沒有起到補(bǔ)縮作用，反而起"到抽"作用，也就是說冒口比冒口頸下面的型腔部分先冷，在拉力作用下，先冷的部分把后冷的部分熱鐵水拉縮了。
通過以上的分析，可以看出這個(gè)產(chǎn)品的鑄造工藝方案是存在很多問題的，主要的問題是冷鐵的使用混亂和冒口的設(shè)計(jì)起不到補(bǔ)縮的作用。也就是說：冷鐵和冒口要配合使用，要使鑄件凝固時(shí)造成順序凝固的方式，即凝固從冷鐵面開始，冒口凝固，收縮產(chǎn)生的孔洞留到冒口里面去，這樣也可以減小冒口的尺寸。
