本發(fā)明涉及一種汽車用鞍式牽引座的鑄造工藝，具體涉及一種汽車用鞍式牽引座的消失模鑄造工藝。

背景技術(shù)：

在國內(nèi)，汽車鞍式牽引座的通常是由鋼板冷壓成型再經(jīng)過焊接熱處理的方式制造而成，這種制造方式制得的牽引座金相組織結(jié)構(gòu)不均勻，內(nèi)部應(yīng)力大，抗沖擊和耐疲勞強(qiáng)度低。在國外，鞍式牽引座采用普通砂型鑄造而成，該工藝砂芯太多，占地面積太大，環(huán)境污染嚴(yán)重，且不能連續(xù)批量生產(chǎn)，故逐漸被淘汰。因此，急需開發(fā)一種新的汽車用鞍式牽引座的制造工藝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是提供一種汽車用鞍式牽引座的消失模鑄造工藝，以解決現(xiàn)有制造工藝成本高、污染嚴(yán)重、所得牽引座金相組織結(jié)構(gòu)不均勻、內(nèi)部應(yīng)力大、抗沖擊和耐疲勞強(qiáng)度低的問題。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種汽車用鞍式牽引座的消失模鑄造工藝，包括以下步驟：

a、珠粒的選?。哼x用STMMA珠粒，放置在25℃以下的干燥通風(fēng)避免光照的環(huán)境保存；

b、珠粒預(yù)發(fā)泡：將選取的珠粒進(jìn)行預(yù)發(fā)泡，預(yù)熱時(shí)間為7~15s，加熱時(shí)間為20~40s，發(fā)泡壓力為0.025~0.035MPa，發(fā)泡溫度90~95℃；

c、熟化：將預(yù)發(fā)泡的珠粒放置在干燥通風(fēng)的環(huán)境中熟化，熟化時(shí)間為2~6h；

d、發(fā)泡成型：將熟化的珠粒料發(fā)泡成型，分別制得主模型塊和副模型塊，成型步驟包括合模、上料、鎖模、模具預(yù)熱、固定模和/或移動(dòng)模穿透加熱、保溫延時(shí)、模具解鎖以及脫模；

e、烘干：將所得主模型塊和副模型塊在溫度為35~40℃，濕度為20~30%的條件下烘干至恒重；

f、粘接修整：將烘干后的主模型塊和副模型塊打磨圓潤光滑，然后采用消失模專用膠將主模型塊與副模型塊粘接成一體，并將縫隙進(jìn)行密封，得整體模型；

g、粘接托架：先將覆膜砂塊粘接在托架上，待覆膜砂塊與托架粘接強(qiáng)度合格后再通過基準(zhǔn)平面對(duì)覆膜砂塊進(jìn)行整體水平打磨校準(zhǔn)，合格后將模型粘接在水平校準(zhǔn)的覆膜砂塊上面，使覆膜砂塊、模型、托架粘接為一體；

h、設(shè)計(jì)澆注結(jié)構(gòu)：在粘接好托架的模型上設(shè)置直澆道和若干橫澆道，在直澆道上口設(shè)置陶瓷澆口套；

i、組合澆鑄系統(tǒng)：將設(shè)置好澆注結(jié)構(gòu)的模型與澆冒口模型組合粘接，形成一體，并帶有本體試塊模型；

j、涂覆：將組合好的模型完全浸入涂料池子中，使模型的各部分都浸涂上涂料后取出，在溫度為45~50℃，濕度為20~30%的環(huán)境中烘干8h以上，重復(fù)上述操作2~3遍，最終涂層的厚度為1.2~1.5mm；

k、模型質(zhì)檢：檢查涂覆后的模型表面是否有漏涂或裂紋，出現(xiàn)漏涂時(shí)，使用涂料進(jìn)行補(bǔ)刷，并保證最終厚度在1.2~1.5mm；出現(xiàn)裂紋時(shí)，將涂料調(diào)節(jié)成泥狀，在裂紋處涂抹，直至裂紋消失；

l、預(yù)填充：采用樹脂自硬砂對(duì)質(zhì)檢合格的模型進(jìn)行預(yù)填充；

m、埋箱造型：將預(yù)填充后的模型簇豎向放入砂箱內(nèi)，加砂，振實(shí)；

o、澆注：采用快-慢-快的方式澆注金屬液，澆注溫度為1470±10℃，壓力保持在-0.045~-0.05MPa，澆注完成后，負(fù)壓保持5min，得牽引座鑄件；

p、清理：取出鑄件，使鑄件與干砂分離，將鑄件表面清理干凈即得到汽車用鞍式牽引座。

在本發(fā)明的所述步驟d中，在合模之前，先對(duì)模具進(jìn)行手動(dòng)預(yù)熱，然后將模具蒸腔內(nèi)表面吹干凈，再合模。

在本發(fā)明的所述步驟j中，涂料攪拌比重值為1.75~2.2。

在本發(fā)明的所述步驟n中，金屬液是由面包鐵、硅鐵、廢鋼、孕育劑和球化劑熔煉而成，金屬液的出爐溫度為1570±10℃。

本發(fā)明提供了一種鞍式牽引座的新工藝，通過原料選取、預(yù)發(fā)泡、熟化、發(fā)泡成型、模型烘干、修整、粘接托架、設(shè)計(jì)澆注結(jié)構(gòu)、涂料涂覆、預(yù)填充、埋箱造型、澆注、清理等工序，制得了表面光滑，內(nèi)部金相結(jié)構(gòu)均勻，抗沖擊性強(qiáng)，耐疲勞強(qiáng)度高的汽車用鞍式牽引座。本發(fā)明的工藝過程能夠連續(xù)批量生產(chǎn)鑄件，生產(chǎn)效率高，成本低，環(huán)境污染小。本發(fā)明克服了現(xiàn)有鞍式牽引座無法采用消失模鑄造工藝生產(chǎn)的難題，具有深遠(yuǎn)的社會(huì)意義和可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

圖1為模型與托架粘接后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1、模型，2、托架，3、覆膜砂塊。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明采用消失模鑄造工藝生產(chǎn)汽車用鞍式牽引座，其步驟主要包括珠粒選取、模型制作、振動(dòng)造型、澆注和清理。以制造最大尺寸為1000mm×800mm×150mm、重量為110kg、主體壁厚為15mm的牽引座為例，其具體工藝步驟為：

a、珠粒的選取：選取在保質(zhì)期范圍內(nèi)的凱斯特共聚料STMMA-3A#珠粒，放置在25℃以下的干燥通風(fēng)避免光照的環(huán)境保存?zhèn)溆谩?/p>

b、珠粒預(yù)發(fā)泡：使用全自動(dòng)電-蒸汽預(yù)發(fā)機(jī)對(duì)選取的珠粒進(jìn)行預(yù)發(fā)泡，膨脹室的發(fā)泡壓力設(shè)定為0.025~0.035MPa，桶體保溫溫度設(shè)定為90~95℃，最好設(shè)定為93℃，預(yù)熱時(shí)間設(shè)定在7~15s之間，加熱時(shí)間設(shè)定在20~40s之間；預(yù)發(fā)泡后的珠粒干燥后密度控制在24~25g/L，且要求珠粒表面光亮圓整。

c、熟化：將預(yù)發(fā)泡后的珠粒放置在干燥通風(fēng)的環(huán)境中熟化，熟化時(shí)間為2~6h，通常情況下，夏季控制熟化時(shí)間在2h左右，冬季控制熟化時(shí)間在6h左右；珠粒熟化后的有效使用期控制在一周之內(nèi)。

d、發(fā)泡成型：將熟化的珠粒料發(fā)泡成型，模型分為主模型塊和副模型塊，主模型塊和副模塊分別成型，成型步驟包括合模、入料、鎖模、模具預(yù)熱、固定模和/或移動(dòng)模穿透加熱、真空延時(shí)、模具解鎖以及脫模；在合模之前，應(yīng)先對(duì)模具進(jìn)行手動(dòng)預(yù)熱，然后再將模具蒸腔內(nèi)表面吹干凈，再合模，這樣可以避免因模具水平面大、入料深度長而造成模型表面出現(xiàn)大面積水站位的缺陷；在入料過程中，模具縫隙要保持在4~5mm，鎖模時(shí)間設(shè)定為0.5s；模具預(yù)熱時(shí)間設(shè)定在15~25s之間，固定模穿透/移動(dòng)模穿透次數(shù)設(shè)定在8~10次，主加熱時(shí)間設(shè)定在15~25s之間，固定模水冷時(shí)間設(shè)定在180~240s之間，移動(dòng)模水冷時(shí)間設(shè)定在100~150s之間；脫模為手動(dòng)水壓頂出脫模，可防止由于氣壓過大造成脫模變形。

e、烘干：將主模型塊和副模型塊在溫度為35~40℃，濕度為20~30%的條件下烘干至恒重，一般控制在2.5~3天，以保證模型尺寸。

f、粘接修整：用400目或600目砂紙將主模型塊和副模型塊打磨圓潤光滑，然后采用消失模專用膠將主模型塊與副模型塊粘接成一體，并使用消失模專用紙膠帶或廢報(bào)紙條將縫隙密封好；可根據(jù)需要在模型的指定位置以“塑料字”的形式粘接上鑄件編號(hào)、商標(biāo)圖樣等相關(guān)信息。

g、粘接托架：先將覆膜砂塊粘接在托架上，待覆膜砂塊與托架粘接強(qiáng)度合格后再通過基準(zhǔn)平面對(duì)覆膜砂塊進(jìn)行整體水平校準(zhǔn)，校準(zhǔn)合格后將模型粘接在水平校準(zhǔn)后的覆膜砂塊上面，使模型1、覆膜砂塊3、托架2粘接為一體，如圖1所示；托架由若干架桿連接而成，用以支撐模型，從而避免模型在澆注過程中變形；覆膜砂塊的高度應(yīng)既能保證模型與托架之間留有足夠的距離，又能保證具有足夠的防變形能力。

h、設(shè)計(jì)澆注結(jié)構(gòu)：在粘接好托架的模型上設(shè)置直澆道和三根橫澆道，直澆道尺寸為40×40mm，在直澆道上口設(shè)有?45mm陶瓷澆口套，用于與澆口杯配合，橫澆道的尺寸為30×35mm，內(nèi)澆口最小截面尺寸為6×60/6×100mm。采用階梯澆注的形式，讓金屬液充型時(shí)從下往上走，將浮渣頂?shù)缴喜棵翱谥?，保證牽引座的材質(zhì)致密，質(zhì)量穩(wěn)定。

i、組合澆鑄系統(tǒng)：將設(shè)置好澆注結(jié)構(gòu)的模型與澆冒口模型組合粘接，形成一體，并帶有本體試塊模型。

j、涂覆：采用消失模球墨鑄鐵涂料對(duì)模型表面進(jìn)行涂覆，具體方式為先將涂料干粉與水混合、攪拌配制成涂刷料，攪拌是在1000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌1h以上，以保證涂料成分均勻；將模型完全浸入涂刷料池子中，使模型的各部分都浸涂上涂料后取出，放到支架上，待沒有涂料從模型上滴下時(shí)放入烘干房，在溫度為45~50℃，濕度為20~30%的環(huán)境中烘干10h以上，保證干透；模型表面通常要涂刷兩遍涂料，澆注結(jié)構(gòu)的直澆道和橫澆道都要涂刷三遍，涂刷第一遍涂料時(shí)的涂料攪拌要求比重值為1.75，第二遍涂料的攪拌要求比重值為2.1~2.2，第三遍為2.2（只涂刷澆注結(jié)構(gòu)），最終的涂料厚度為1.2~1.5mm。

k、模型質(zhì)檢：檢查模型表面是否有漏涂或裂紋，出現(xiàn)漏涂時(shí)，使用波美度較大的涂料進(jìn)行補(bǔ)刷，涂刷一遍后，使用工業(yè)吹風(fēng)機(jī)局部加熱（溫度不宜過高），干透后，再涂刷第二遍，應(yīng)保證最終厚度在1.2~1.5mm；出現(xiàn)裂紋時(shí)，將涂料調(diào)節(jié)成泥狀，在裂紋處涂抹，直至裂紋消失，涂抹厚度不宜過厚，避免出現(xiàn)透氣性差的情況。

l、預(yù)填充：質(zhì)檢之后，采用樹脂自硬砂對(duì)合格的模型進(jìn)行預(yù)填充，預(yù)填充是指對(duì)模型上不易振實(shí)充砂的部位預(yù)先進(jìn)行振實(shí)填充，為了防止在振實(shí)過程中樹脂自硬砂被振掉而起不到防粘砂的作用，可先在模型的預(yù)填充部位涂一層薄薄的消失模專用冷膠，再填充樹脂自硬砂；

m、埋箱造型：先向砂箱內(nèi)加入200kg底砂，頻率20Hz下振實(shí)20s；將預(yù)填充后的模型簇豎向放入砂箱內(nèi)，并使其與豎直方向呈一定夾角，然后每加砂1t，振實(shí)一次，振動(dòng)頻率為40Hz，時(shí)間為2min，直至加滿至4.5t砂；可一次放入兩個(gè)模型簇，以提高生產(chǎn)效率，兩模型簇間隔200mm放置，以保證振實(shí)時(shí)不損壞模型。

o、澆注：采用慢-快-慢的方式澆注金屬液，澆注時(shí)，撒放擋渣劑，快速扒渣，控制時(shí)間不超過15s，放置擋渣棉，上壓鐵塊，澆注溫度為1470±10℃，壓力保持在-0.045~-0.05MPa，澆注總時(shí)間不可超過45s，澆注完成后，負(fù)壓保持5min；所用的金屬液由質(zhì)量份數(shù)為90%的面包鐵、1.4%硅鐵、8.6%廢鋼以及適量的孕育劑和球化劑熔煉而成，金屬液的出爐溫度為1570±10℃。

p、清理：取出鑄件，使鑄件與干砂分離，將鑄件表面清理干凈，然后使用直徑為0.8mm的細(xì)丸對(duì)鑄件拋丸處理，每次拋丸10min，即得到毛坯成品汽車用鞍式牽引座。