摘要：為確保高牌號的汽車轉(zhuǎn)向助力泵體灰鑄件(材質(zhì)HT300，重4.75 kg)的品質(zhì)，采用澆口通過冒口的熱冒口形式，1個冒口補縮2個鑄件，1型4件。運用均衡凝固收縮模數(shù)法設(shè)計冒口體和冒口頸尺寸；冒口體直徑60 mm×高75 mm，冒口頸長5 mm×寬45 mm×厚4 mm，鑄件工藝出品率83%。在AMF(Ⅲ)自動造型線粘土濕砂型生產(chǎn)。生產(chǎn)實踐證明，鑄件經(jīng)15 MPa油壓試驗不滲漏，滿足了技術(shù)要求。
關(guān)鍵詞：助力泵體鑄件；飛邊冒口；補縮設(shè)計；均衡凝固工藝
中圖分類號：TG250文獻標識碼：A文章編號：Application of Proportional
ZYB汽車轉(zhuǎn)向助力泵是秦川機床發(fā)展有限公司液壓件廠的主要產(chǎn)品，年產(chǎn)量12萬套。該產(chǎn)品為汽車轉(zhuǎn)向機構(gòu)動力元件，屬于安全關(guān)鍵件，泵體為高牌號灰鑄鐵鑄件。
1．泵體鑄件結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝方案
1.1泵體鑄件結(jié)構(gòu)
材質(zhì)：HT300，鑄件質(zhì)量G=4.7 kg，由端部法蘭、主體套筒和柱頭熱節(jié)組成，要求硬度200～250HB，泵體鑄件致密，經(jīng)10～15 MPa油壓試驗不得滲漏，結(jié)構(gòu)見圖1。
圖1鑄件結(jié)構(gòu)與冒口位置
1.2 泵體鑄造工藝方案
高牌號灰鑄鐵小件，中頻感應(yīng)電爐熔煉，由于C(3.3w%)、Si(1.8w%)含量低，澆注溫度(1 380～1 420 ℃)高，液態(tài)收縮和凝固收縮較大，并且收縮來得集中，要安放獨立冒口補縮。采用澆口通過冒口的熱冒口型式，可以提高冒口的補縮效果，符合小件強補縮的均衡凝固原則［1，2］，為了避免熱冒口引入處的接觸熱節(jié)［3］，采用均衡凝固技術(shù)推薦的熱飛邊冒口，冒口頸短、薄、寬，從柱頭熱節(jié)的圓弧面引入，見圖1。泵體鑄造工藝方案布置見圖2。
圖2 泵體飛邊冒口工藝布置
2．冒口和冒口頸尺寸的設(shè)計
2.1鑄件模數(shù)和收縮模數(shù)的計算
取泵體R17 mm圓柱與38 mm圓臺、72 mm主體套筒的組合體熱節(jié)部分的模數(shù)代表鑄件的模數(shù)M件，計算得M件=1.1 cm；根據(jù)均衡凝固技術(shù)計算公式：
質(zhì)量周界商Qm=G/M件3=3.57(kg/cm3)；
收縮時間分數(shù)Pc=1.0/e（0.5M件+0.01Qm）=0.56；
收縮模數(shù)系數(shù)f2=Pc=0.75；
鑄件收縮模數(shù)Ms=f2M件=0.82 cm。
2.2用收縮模數(shù)法計算冒口模數(shù)MR
MR=f1f2f3M件
式中f1——冒口平衡系數(shù)，取f1=1.1；
f3——冒口壓力系數(shù)，取f3=1.2；
MR=1.1×0.75×1.2×1.1=1.09(cm)。
對應(yīng)的冒口尺寸為60 mm×75 mm，具體結(jié)構(gòu)見圖3。
圖3 冒口與冒口頸的形狀尺寸
2.3冒口頸模數(shù)MN的計算
MN=fpf2f4M件
式中fp——冒口頸流通效應(yīng)系數(shù)，取fp=0.45；
f4——冒口頸長度系數(shù)，取f4=0.6；
MN=0.45×0.75×0.6×1.1=0.22(cm)。
對應(yīng)的冒口頸厚度尺寸為4～5 mm。
設(shè)計選用長5 mm×厚4 mm×寬45 mm的冒口頸，尺寸見圖3。
3．生產(chǎn)效果
在Z145、Z148造型機和AMF(Ⅲ)自動造型線上生產(chǎn)驗證，澆注時間8～10 s，澆冒口重3.8 kg，工藝出品率83%，經(jīng)過1年的生產(chǎn)實踐，生產(chǎn)量已超過15萬件，硬度和油壓試驗符合技術(shù)要求。鑄件和澆冒口實物照片見圖4。
圖4 泵體鑄件帶飛邊冒口的照片
通過ZYB汽車轉(zhuǎn)向助力泵體均衡凝固飛邊冒口工藝的實踐，為秦川機床集團有限公司鑄造廠高牌號灰鑄鐵小件的工藝積累了經(jīng)驗，并已逐步推廣，效果顯著。
4．結(jié)論
(1) 采用澆口通過冒口的熱冒口型式，短、薄、寬的冒口頸，成功地生產(chǎn)了高牌號灰鑄鐵小型泵體鑄件，工藝出品率可達80%以上。
(2) 采用均衡凝固收縮模數(shù)法設(shè)計冒口體和冒口頸尺寸，生產(chǎn)應(yīng)用證明，計算方法有較高的實用價值。
參考文獻
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［2］連煒，王守志，魏兵.輪形鑄鐵件澆注系統(tǒng)與冒口聯(lián)合補縮設(shè)計［J］.鑄造技術(shù)，2004，25(12)：885886.
［3］連煒，魏兵，范金輝.鑄件熱節(jié)變化與冒口位置的分析［J］.鑄造技術(shù)，2004，25(11)：811812.
