铁型覆砂铸造灰铸铁制动鼓的生产控制

铁型覆砂铸造灰铸铁制动鼓的生产控制

近年来.汽车工业的发展为汽车零部件企业，特别是铸造企业的发展提供了巨大的发展空间。汽车制动鼓是汽车鼓式制动器的主要零件.也是主要的磨损消耗件，市场需求量大。

传统的制动鼓制造方法采用粘土砂手工造型或机 器造型般规模较小。产品供应配件市场的企业，还在使用手工造型生产；一些规模较大，主要为车轴厂配套的企业大都釆用气动微震造型机组成的开放式造型线生产，采用粘土砂线造主要特点是产品质影响因素多，生产控制难度大，往往造成铸造废品居高不下，废品一般以砂眼和缩松缩孔最多.占所有废品的70％以上.某公司与德国BPW车轴有限公司进行合作，开发制造载重汽车制动鼓，釆用铁型覆砂铸造技术生产灰铸铁制动鼓 采用铁型覆砂铸造工艺生产制动鼓.克用了传统铸造工艺的缺点，铸件冷却及葙固条件好，铸件的球化等级晶粒大小致密度等方面都有很大程度提高，改善了铸件综合力学性能.降低成本，拫高产品生产率, 同时减少了生产过程对环境的污染，实现了绿色铸造工艺，取得了明显的杜会和经济效益

1制动鼓的产品规格

1.1外形及要求

制动鼓一般尺寸小于500mm，高度250-300mm，需要兼顾铸件强度和散热性，要求石墨为A型片状石墨，石墨长度3-5级，力学性能要求，试棒强度≥250MPa，本体强度220MPa，硬度HB187-241.制动鼓内例为制动面，不加工，允许有直径不大于2mm、深度不大于1.5mm、底面清晰可辨，缺陷数量不超过3处，两缺陷间距≥150mm的缺陷存在。法兰安装面，螺栓孔、定位止口不允许存在铸造缺陷。

1.2化学成分金相组织及力学性能

制动鼓作为一种摩擦制动件，要求有较好的强度、耐磨性及散热性，传统上为了适应超载现象，选用材料为HT300.但近几年来参考国外产品的要求，在考虑强度的同时应有较低的制动噪音，降低环堍污染，高碳HT250^质成为制动鼓材料的主流，T250的化学成分如下：

C:3.4-3.7、Si：1.5-2.0、Mn：0.6-0.9、Cr：0.2-0.4、Cu：0.3-0.5、P≤0.12、S:≤0.1。

金相组织要求：基体组织为,珠光体≥95%，游离碳化物≤1%，磷共晶数量≤4%，且要求分布均匀。

铁型覆砂是铁型覆砂生产线的关键环节，一般采用射砂热固化造型，本公司采用双工位造型机（可以节约一个操作工），同时完成上、下铁型的造型，造型时控制铁型温度在180-230°C之间，模型温度230°C，模型是采用电加热，由造型机温控系统自动控制，基本保持恒定温度。铁型首次使用需要对铁型进行加热，可以采用天然气加热，焦炭加热及电加热等方式加热，然后利用浇注后的预热造型。

2制动鼓的铁型覆砂铸造工艺

汽车铸件的生产主要有普通湿砂型铸造、冷硬树脂砂型铸造、离心铸造和铁型覆砂铸造而普通砂型和树脂砂铸造工艺存在工艺复杂，出品率低等缺点， 本厂采用铁型覆砂铸造工艺

铁型覆砂铸造是在粗成形的金属型（称为铁型）内腔覆上一薄层型砂而形成铸型，通过对铁型的重量。壁厚与覆砂层厚度的合理控制，使铸件的充型、凝固和冷却过程在一个比较理想的条件下充成，**限度地消除产生铸造缺陷的因索.从而可大大提高铸件质量。铁型覆砂铸造采用覆膜砂造型，生产的铸件尺寸精度高，表面质量好，由于铁型没有退让性和铁型冷速快的原因，生产的铸件内部组织致密，废品率大大降低。

制动鼓采用铁型覆砂工艺，一般采用一型一件的方式，浇注采用顶住，补缩效果好，浇注系统采用半封闭式，F直：∑F横：∑F内=1.3:1.7:1,在保证一定撇渣作用下，减少对砂型的冲刷，铁液从上部流入，易于充满，减少浇不足或冷隔现象，而且温度梯度也有利于补缩。

根据制动鼓的结构和特点，设计的铁型覆砂厚度在5-10mm，铁型厚度在25-40mm，使制动鼓浇注后的冷却速度控制在理想状态。

3制动鼓的铁型覆砂铸造生产控制

生产制动鼓铸件采用到闭式的铁型覆砂铸造生产线.可连续生产，见工艺流程图。生产线配套造型机、合箱机、开箱机、翻箱机、出铸件机、震动洛砂机以及机动和非机动输送辊道，形成封闭的柔性循环生产线生产。生产线的生产率为45型/小时。配套熔炼设备为2台1吨快速中频炉。

   造好型的铁型通过合箱机合箱，为了克服夹渣. 夹砂等铸造缺陷，合箱前生产线会对铁型进行吹扫，并在浇注系统的分型面放置耐高溫的纤维过滹网，合箱后在浇注工位进行浇注，一般浇注溫度拉制在1350-1420°C’，每型的浇注时间控制在30s以内，浇注完成后3 min左右去除浇□杯，以便开箱。待冷却15min左右即可在开箱机开箱，由于制动鼓内腔为圆柱形，且较深，开箱后锊件冷却收缩.，而铁型基本没有退让性，因此制动鼓包裹在下型上， 很难落下来，因此必须采用一般釆用滚筒式电动翻箱机出铸件。

为了实现绿色铸造，优化工作环境，本工艺釆用电加热，减少工艺过程中CO和H20的排出.减少对环境污染，同时采用回收废砂作为原料再生覆膜砂，降低产品成本，本生产线可以配备全套环保设备，并在基础中预埋环保设备基础。

4生产中需要注意的其他事项

采用铁型覆砂铸造，一旦工艺确定后，生产过程的控制相对粘土砂铸造来说简单很多，在铁液质量保证下，生产的铸件质量比较稳定，制动鼓铸件生产过程中除了铁液质量引起的缺陷外，比较多的缺陷为砂型裂纹和粘砂。裂纹的主要质因是覆膜砂浇注过程中受热膨胀挤压造成.严重时会造成铁液钻入裂纹使砂型表面凸出，造成铸件缺肉而报废解决的方法有两种，一是 提高覆膜砂的强度， 二是增大覆膜砂粒度范围.增加覆砂后的紧实度，从而也提高了砂型强度。

粘砂缺陷的粘砂层往往硬度较大.打磨困难，粘砂严重的由于很难清理神而造成废品，粘砂的机理分为机械粘砂和化学粘砂，在制动鼓上两者都存在，解决粘砂主要措施有：提高造型时的射砂质量，设计好模具的排气通道，使造型紧实。控制好模型、铁型的温度， 特别是铁型的溫度，制动鼓铸件的质量70kg左右，蓄热重较大，铁型吸热多，经过几个循环后铁型的温度 会超过250°C,造型后的铁型在合箱、淺注等待过程中 —直处于加热状态，覆膜砂颜色会变成深褐色，强度大大降低，容易造成冲砂和粘砂。

5结束语

经过生产实践显示，利用铁型覆砂铸造技术生产灰铸铁制动鼓铸件比传统粘土砂铸造更有优势，主要表现在废品降低、组织致密、铸件尺寸精度高.表面质量好，质量影响因素少，在保证铁液质量，选好覆膜砂，控制好覆砂溫度下，可实现批量稳定地生产铁型覆砂铸造是生产灰铸铁制动鼓铸件较好的工艺之一，并釆用了回收废砂为原料，改善了生产环境，实现绿色铸造和循环经济，符合国家产业政策。

                                                    编辑：张允华