1、產品介紹及試生產
材質為3Cr13的熔模 鑄造齒輪。軸孔為花鍵槽.單面僅0.2mm拉削余量。齒形不進行切削加工,用鑄造毛坯經高頻表面淬火后直接使用。尺寸精度要求達到CT4級,齒形表面粗糙度要求達到Ra3.2μm,這樣的尺寸公差和表面粗糙度要求相當精車精銑水平。技術要求規定齒面和軸孔花鍵槽不準焊補修磨。
生產商的模料為 蠟基中溫模料射蠟機制模。以硅溶膠為粘結劑,錯粉涂料為面層撒錯砂,背層為莫來石粉砂。型殼焙燒采用燃柴油爐,焙燒溫度 高可達1200℃鋼水熔煉采用 100kg中頻感應電爐。由于生產無切削齒輪是 生產,沒有自己的經驗。為了使壓型收縮率恰當,對本單位類似鑄件進行了鑄造收縮率測試,平均總收縮率為2.85%,以這種收縮率制造壓型。壓型做好后 批試生產齒輪鑄件20件,結果尺寸超差,鑄件多數凹角處有金屬豆,鑄件表面有麻坑等缺陷。為了解決上述鑄造缺陷,對生產各工序進行了試驗,確定了齒輪生產的工藝參數和方法, 后使該件鑄造成功。
2、尺寸精度的措施
試生產20件齒輪用公法線長度和齒頂圓止規與過規測量,共有6件尺寸不合格,尺寸不合格率占30%。其中有4件尺寸公差下限偏小,有2件尺寸公差上限偏大。在制造齒輪壓型之前已測量了從蠟模至鋼件(3Cr13)總鑄造收縮率,并且鑄件有的超上偏差,有的超下偏差,應該排除壓型尺寸問題。那些因素與鑄件尺寸有關呢?我們從蠟液開始至鑄件清理結束,全過程各工序進行了試驗與檢測,為了鑄件尺寸穩定制定了一系列措施。
2.1模料中新蠟的加入量
經過試驗測定,反復使用的舊蠟收縮率小,新蠟收縮率大。根據歷年統計結果,蠟料損耗量為1.5%。因而做出規定,在每次脫蠟后蠟攪拌桶中的蠟液中加入1.5%的新蠟,并在脫水攪拌桶中充分與所脫的舊蠟液攪拌混勻且脫水充分。以改過去隔一段時間集中投放新蠟的做法。這樣就從源頭上克服了新蠟比例大蠟模尺寸小的問題。這是穩定蠟模尺寸的 步。
2.2蠟保溫箱的溫度與保溫時間
試驗測量表明:蠟保溫箱溫度越高,保溫時間越短,蠟件尺寸波動越大,尺寸小的蠟模越多。因此規定制作齒輪的蠟保溫箱不得隨意調整溫度,保溫溫度為55℃,保溫時間24h以上。
2.3射蠟工藝參數
射蠟機設定的射蠟溫度越低,射蠟壓力越大,保壓時間越長,浸水水溫越高,蠟模尺寸收縮越小,即蠟模尺寸越大。制作齒輪蠟模應比一般件溫度低,壓力大,保壓時間長,規定射蠟溫度60℃,壓力0.6MPa,保壓時間15s,蠟模浸泡水溫不高于25℃。為了使壓型溫度一致,前三個蠟模作為廢件回收。
2.4車間環境溫度
蠟模隨所在環境溫度變化而膨脹或收縮,因此蠟模車間,沾漿車間須恒溫,設定溫度為24-26℃,嚴禁工人隨意調整車間溫度,并規定齒輪蠟模放涼24h后才允許組鑄件組,組鑄件組12h后才允許清洗沾漿。
2.5脫蠟前預冷
為了防蠟時蠟模膨脹使型殼開裂帶來的尺寸增大,專門為齒輪生產準備了一個冷藏間,設定溫度15℃,在脫蠟前將模殼在冷藏間放置24h預冷后再脫蠟。
2.6脫蠟工藝參數
脫蠟溫度175-180℃,脫蠟蒸汽壓力設為0.8MPa,達到0.6MPa時間小于14s,總脫蠟時間10min,脫蠟后檢查型殼,凡有裂紋的型殼一律報廢。
2.7型殼焙燒與澆注
對齒輪型殼脫蠟后4h才允許焙燒,焙燒溫度1050℃,焙燒時間0.5h(與鋼液熔煉相互匹配)開始澆注,澆注過程中焙燒爐不關閉,以先澆注與后澆注型殼溫度一致,因型殼溫度不同造成的鑄件尺寸變化。澆注前逐爐檢驗成分合格,測定鋼液溫度,澆注溫度規定為1630℃,澆注過程中電爐不斷電,用硅酸鋁巖棉覆蓋爐口,以維持鋼液溫度穩定于1630℃,以鋼液溫度波動造成的鑄件尺寸波動。
2.8鑄件冷卻
鑄件的冷卻快慢對其內應力及尺寸是有影響的。因此規定澆注后鑄件不得堆積,鑄件組之間距200mm左右,單獨放置。(實際上為了解決麻坑缺陷鑄件組澆后點燃木屑蓋鐵皮桶))20min后移動鑄件組仍單獨擺設,24h后碎殼切割。
2.9鑄件清理
為了防止鑄件磕碰造成損傷,鑄件組不準投擲,要輕拿輕放。整組吊掛在拋丸清理室拋丸,拋丸鋼珠<0.4mm,拋丸時間20min左右。鑄件若仍有殘殼切割后噴砂處理,以防止拋丸時間太長造成的鑄件表面粗糙度不合格。
經過上述一系列規定,試生產鑄件20件,鑄件組清理檢驗后全部尺寸合格。