專利名稱:電渣整體熔鑄一步成型曲軸工藝與設(shè)備的制作方法
本發(fā)明是屬于一種特殊的電渣熔鑄及曲軸毛坯成型新工藝和設(shè)備。
曲軸是各類發(fā)動(dòng)機(jī)的主要部件，隨著汽車等運(yùn)輸工業(yè)的發(fā)展，對(duì)曲軸的社會(huì)需要量日益增大。曲軸毛坯成型的常用工藝有一般鑄造法和鍛造法。一般鑄造法(包括球墨鑄鐵和鑄鋼法)成本低但一般鑄件中缺陷多、綜合性能及使用效果不如后者。因而，重要用途的曲軸通常用優(yōu)質(zhì)鋼鍛造法成型。但該法前后生產(chǎn)的工序多、鋼材利用率低、設(shè)備投資大、成本高。據(jù)報(bào)導(dǎo)，在國(guó)際上蘇聯(lián)曾用電渣分段多次鑄焊法研制低速船用曲軸〔1、2〕，質(zhì)量較高但每根曲軸需多次鑄焊，結(jié)構(gòu)不太均勻，效率低，故一般不適于生產(chǎn)中小型曲軸。用一般的電渣熔鑄法，無(wú)法一步成型帶有曲拐的軸。
本發(fā)明的工藝特征是整根曲軸用電渣熔鑄一步成型，使整根曲軸(4)的精煉、強(qiáng)冷順序凝固和熔渣(2)保護(hù)下成型等多道工序在同一設(shè)備中一步完成;自耗電極(1)沿熔鑄模(5)中相當(dāng)于主軸頸位置而又貫通的孔腔進(jìn)行熔鑄;熔鑄模的主體部分不移動(dòng)而采用專用滑動(dòng)模塊(6)在液層(3)中的徑向移動(dòng)來(lái)達(dá)到既能使曲拐部位成型，又能使自耗電極在熔鑄過(guò)程中正常運(yùn)行;滑塊移動(dòng)時(shí)離電極端部距離不小于10毫米;工藝參數(shù)及其配合關(guān)系根據(jù)曲軸的類型大小而變化。
本發(fā)明的設(shè)備特征是采用多層對(duì)開式水冷熔鑄模(5);熔鑄模的型腔與曲軸外形相近，沿軸心部位是尺寸接近于軸頸的貫通孔腔;滑動(dòng)模塊的總厚度接近于連桿軸頸長(zhǎng)度;熔鑄模及滑動(dòng)模塊的材料是鑄銅或銅板;鑄模各部分尺寸隨曲軸類型和大小而變化。
電渣整體熔鑄一步成型曲軸的示意圖見附圖。
對(duì)481型多拐45鋼曲軸的電渣整體熔鑄一步成型工藝
渣系采用CaF2-Al2O3，CaF2-Al2O3-CaO和根據(jù)鋼種特點(diǎn)也可加入少量其他組元SiO2等，熔鑄過(guò)程可加少量脫氧劑，注渣方法可用上注或底注。起始渣層厚度在70～110毫米。注渣后，自耗電極即沿熔鑄模軸心貫通的軸頸孔腔熔鑄，一般正常熔鑄電流在1600～2500A，電壓40～50V，每當(dāng)熔鑄至電極端部離成型滑塊上方大于10毫米時(shí)即開始移動(dòng)滑塊成型連桿軸頸和曲拐部位，熔鑄過(guò)程可根據(jù)爐況調(diào)整渣層厚度。渣池單位容積功率在0.07～0.11KVA/cm3。
在研制成功電渣整體熔鑄拐軸基礎(chǔ)上，我們又于1978年10月提出本工藝方案和實(shí)現(xiàn)技術(shù)后，經(jīng)與黎川農(nóng)機(jī)修造廠(現(xiàn)改特鋼廠)合作，于1980年研制出多拐曲軸。
經(jīng)檢驗(yàn)，與一般模鍛曲軸相比時(shí)，內(nèi)部材質(zhì)更好，鋼材利用率更高(可提高25%左右)，生產(chǎn)工藝及材料運(yùn)輸周轉(zhuǎn)時(shí)間少，投資低，經(jīng)濟(jì)效果更好。本工藝與國(guó)內(nèi)外曾采用的電渣分段多次鑄焊法相比時(shí)，因整根曲軸連續(xù)穩(wěn)定的熔鑄成型故內(nèi)部結(jié)構(gòu)更均勻、材質(zhì)更好;一步整體成型比多次鑄焊效率更高;一步成型時(shí)熔鑄模一次定位比多次鑄焊法的曲軸尺寸精度及合格率更高;一步成型法避免了多次鑄焊處的額外加工量故鋼材利用率也高。
本工藝及設(shè)備適用于各類曲軸的成型，也適用于曲拐臂厚度和軸長(zhǎng)度較小的其他曲拐異型件。
參政文獻(xiàn)〔1〕Патон.Ь.Е.，Мезовар.Ь.ц.，цяр.，Электрошлаковое Лцтье(ElecTposlag Casting)KueB《наукова яумка》1980.
〔2〕Меяовар，ъ.ц.，ц яр.，Пробл.Спец.Электрометаллургця，2(1975)，15～21。
權(quán)利要求
1.一種電渣熔鑄的一步成型曲軸工藝，其特征在于金屬自耗電極沿熔鑄模軸心區(qū)貫通的主軸頸孔腔熔鑄，熔鑄模主體不移動(dòng)，采用滑動(dòng)模塊移動(dòng)完成連桿軸頸、曲拐、曲臂成型，連續(xù)熔鑄成整體曲軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述一步成型曲軸工藝，其特征在于滑動(dòng)模塊在渣鋼液層中作徑向移動(dòng)，滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)模塊距電極端部大于10毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述一步成型曲軸工藝，其特征在于軸徑為φ70～100毫米的曲軸時(shí)，熔鑄電流在1600～2500安培，電壓40～50伏特，渣層的起始厚度為70～110毫米，在熔鑄過(guò)程中調(diào)整渣層厚度，渣池單位容積功率在0.07～0.11千伏安/厘米3。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述一步成型曲軸工藝采用的異型熔鑄模，是水冷銅模，其特征在于由多層對(duì)開式熔鑄模和連桿軸頸、曲拐、曲臂成型的滑動(dòng)模塊構(gòu)成，沿熔鑄模軸心區(qū)具有貫通的中心孔腔，內(nèi)腔與曲軸外型相近。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的異型熔鑄模，其特征在于用銅鑄造和銅板沖壓制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的異型熔鑄模的滑動(dòng)模塊，其特征在于其高度與連桿軸頸長(zhǎng)度相近，可用鑄銅或銅板制成。
專利摘要
電渣整體熔鑄一步成型曲軸的工藝和設(shè)備是一種特殊的電渣熔鑄及曲軸或曲臂厚度較小異型件成型的新工藝和設(shè)備。整根曲軸的精煉凝固和成型多道工序在同一設(shè)備中一步完成，自耗電極沿貫通的主軸頸孔腔熔鑄。采用滑動(dòng)模塊在液層中移動(dòng)來(lái)解決曲拐部分成型。采用多層對(duì)開式水冷熔鑄模。熔鑄模型腔與曲軸外形相似，相應(yīng)于軸心部位有貫通的孔腔。熔鑄?；蚰K的尺寸以及工藝參數(shù)的配合關(guān)系，隨曲軸的類型和大小不同而變化。電渣熔鑄曲軸具有優(yōu)質(zhì)、省料、省工、省投資的效果。
文檔編號(hào)B22D23/00GK85100844SQ85100844
公開日1986年7月9日 申請(qǐng)日期1985年4月1日
發(fā)明者施璇, 苑占民, 劉進(jìn)文, 董洪哲 申請(qǐng)人:北京鋼鐵學(xué)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan