均衡凝固技術(shù)在汽車制動(dòng)底板上的應(yīng)用

湖北丹江口市志成鑄造有限公司（442700）何 強(qiáng)

制動(dòng)底板零件是汽車制動(dòng)器中的關(guān)鍵零件，其質(zhì)量的好壞，直接影響汽車的安全性與可靠性，因此，該零件要求不允許有縮孔、縮松、氣孔及裂紋等鑄造缺陷。我公司現(xiàn)生產(chǎn)一載貨汽車制動(dòng)底板，其結(jié)構(gòu)尺寸如圖1所示。

圖1 鑄件結(jié)構(gòu)

1.鑄件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與原鑄造工藝

鑄件輪廓尺寸為444mm×235mm×109mm，放加工尺寸后，最大壁厚為61mm，最小壁厚為21mm，其他區(qū)域部分壁厚基本均勻。該零件由兩個(gè)連接板連接圓環(huán)盤和6個(gè)凸臺(tái)構(gòu)成，此連接板交接部位就是該鑄件的最大結(jié)構(gòu)熱節(jié)。鑄件材質(zhì)為QT450－10。分型面放在連接板的下部，鑄件厚實(shí)圓環(huán)盤部分放于下箱，原鑄造工藝如圖2所示。采用下注工藝澆注，同時(shí)使用φ75mm×130mm熱冒口對(duì)鑄件進(jìn)行強(qiáng)補(bǔ)縮。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，鑄件總是在A、B區(qū)域（見圖1）的4孔均出現(xiàn)不同程度的縮孔、縮松，廢品率在50%左右，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品質(zhì)量。

圖2 原鑄造工藝

2.缺陷分析及工藝改進(jìn)

（1）缺陷分析 雖然原工藝在工藝設(shè)計(jì)時(shí)考慮了冒口的補(bǔ)縮以及補(bǔ)縮通道，但是補(bǔ)縮距離較長(zhǎng)，冒口的補(bǔ)縮量有限，不足以消除鑄件的內(nèi)部缺陷。另外，鑄件的流動(dòng)熱節(jié)與結(jié)構(gòu)熱節(jié)重合，也是鑄件出現(xiàn)縮孔、縮松的重要原因。

（2）工藝改進(jìn) 按均衡凝固工藝原則改進(jìn)后的工藝如圖3所示。按照均衡凝固理論，澆口的設(shè)計(jì)要防止流動(dòng)熱節(jié)，金屬液在型腔內(nèi)流動(dòng)距離最短原則，我們?yōu)榱朔乐硅F液流通效應(yīng)過程中產(chǎn)生的熱節(jié)對(duì)鑄件凝固補(bǔ)縮的干擾，結(jié)合鑄件結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，將原澆口更改為兩個(gè)，并使用熱飛邊冒口，將其安放在左右靠近熱節(jié)部位，縮短補(bǔ)縮通道，增強(qiáng)補(bǔ)縮能力。采用上注工藝澆注，并根據(jù)飛邊冒口安放位置處的鑄件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用短、窄、高冒口頸進(jìn)行有效補(bǔ)縮。同時(shí)按照均衡凝固工藝原則，采用冷鐵消除熱節(jié)效應(yīng)，在鑄件底部設(shè)置φ212mm×φ140mm×38mm環(huán)形冷鐵，使鑄件形成上熱下冷的溫度場(chǎng)分布，隨著冷鐵的激冷，鑄件凝固過程加快，在鑄件進(jìn)入石墨化膨脹的過程中，提高鑄件自補(bǔ)縮效果。另外，嚴(yán)格化學(xué)成分和澆注過程的控制，有利于減少縮孔、縮松。

圖3 改進(jìn)后鑄造工藝

3.結(jié)語

應(yīng)用均衡凝固工藝原則改進(jìn)后的工藝經(jīng)過批量生產(chǎn)驗(yàn)證，生產(chǎn)穩(wěn)定，獲得成功。鑄件經(jīng)機(jī)械加工后，沒有出現(xiàn)縮孔、縮松類缺陷廢品，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到技術(shù)要求，取得了顯著的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。