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1、现场检修铁道机车车辆工人第7期2010年7月文章编号:1007-6042(2010)07-0015-03制动夹钳50mm孔缩松的原因分析与对策肖恭林李伟(江苏朗锐茂达铸造有限公司江苏江阴214445)摘要:分析了制动夹钳铸件的生产工艺,找到了50mm孔产生缩松的原因,通过相应的对策,解决了制动夹钳废品率高的问题。关键词:制动夹钳;铸件;缩松;对策中图分类号:TG245文献标识码:B夹钳是200km/h高速列车上的制动部件,它是动车组列车上的关键件之一,其内在质量的好坏直接影响到列车运行的安全和
2、公司的声誉。该类产品属于比较典型的结构件,同时铸件的壁厚不均匀(见图1),生产毛坯的难度非常大,虽然通过不懈的努力和有效的工艺手段,基本保证了制动夹钳铸件的总体质量,但在生产过程中,仍然存在这样或那样的问题,导致制动夹钳的废品率一度非常高,达到35%,这在一定程度上制约了生产进度和经济效益的提高。通过对报废的100只铸件进行分析可知:55只为50mm孔缩松缺陷,20只为3/8面气缩孔缺陷,18只为50mm孔夹砂缺陷,7只为其他缺陷,可见50mm孔缩松是废品率居高不下的主要原因,50mm孔缩松位置如图2所示。1原因分析1
3、.1化学成分该铸件的材质为低合金铸钢,其所图1夹钳实物图含有的合金成分与铸件的凝固和补缩有关,通过对铸件化学成分的统计分析可知,化学成分均控制在规范内,不是导致该处产生缩松的直接原因。1.2浇注速度15现场检修铁道机车车辆工人第7期2010年7月图250mm孔缩松示意图根据产品的结构特点,采用了底注式的浇注系统,使用了专用耐火(管)砖和成型喇叭浇口杯,浇注时使用漏包的方式,这些工艺措施有利于保证注入的钢水平稳、干净,而且浇注速度比较稳定,所以浇注速度也不是导致该部位产生缩松的直接原因。1.3浇注
4、温度随机抽取52只机加工后由于50mm孔存在缩松而导致报废的夹钳,统计浇注温度分布情况,发现1550~1555的占12只,1556~1560的占8只,1561~1565的占12只,1566~1570的占20只,从中可以看出,虽然浇注温度均控制在规范内,但是1561~1570浇注温度范围内的废品占61.5%,所以浇注温度是导致该部位产生缩松的直接原因之一。1.4造型工艺通过分析产品结构和造型工艺可知,存在缩松部位的热节为30mm,而相邻部位的热节为20mm和40mm,而且内浇道又从图2所示的部位注入,当钢水充满型腔时,由
5、于铸件相邻部位的热节相差比较大,改变了原来的顺序凝固方式;另一方面,内浇道从90mm搭子注入,使得90mm搭子长时间受高温钢水的持续冲刷,导致该部位局部过热,因此90mm搭子凝固滞后,虽然采用了在内浇道上设置保温暗冒口的工艺方案,但仍然有很大比例的铸件在50mm孔部位存在细小孔洞,所以局部工艺不当是导致该部位产生缩松的另一个直接原因。2对策及效果(1)改变该部位的工艺一方面改变50mm孔坭芯材料,即将原来的有机酯石英砂芯调整为16现场检修铁道机车车辆工人第7期2010年7月铬铁矿砂芯,以增强激冷
6、效果,目的是使内孔周围的组织更加致密;另一方面在缩松部位设置外冷铁,以达到同时凝固的效果,如图3所示。(2)控制浇注温度将铸件的浇注温度范围作适当的调整,即由原来的1550~1570调整为1550~1560,目的是减少铸件的缩松倾向。为了验证90mm搭子工艺局部改进后的效果,工艺试验生产了两炉,共8只,并随机抽取4只铸件,对90mm搭子进行射线检查,在50mm孔周围没有发现缩松现象。随后小批量试生产了26炉,共200只夹钳,随机抽取15只夹钳进行机加工,同样,在50mm孔周围没有发现缩松现象,但有3只夹钳在50mm孔出
7、现夹砂现象。在试生产的图3夹钳工艺的局部改进对比26个炉次中,有20个炉次的浇注温度均控制在1550~1560范围内。3结论(1)夹钳经机加工后,在50mm孔周围出现缩松的主要原因是该部位的铸造工艺不合理、浇注温度偏高。(2)小批量生产表明,通过改进90mm搭子部位的铸造工艺和降低浇注温度,可以明显减小50mm孔部位缩松的倾向。!收稿日期:2010-05-0417
