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1、汽車制動卡鉗鑄造工藝探究
摘要:制動卡鉗是汽車制動系統(tǒng)必不可少的組成要素,工作時會受到較大的沖擊振動荷載,在力學性能方面有著較高的要求,而這離不開合理化的鑄造。因此,本文從不同角度入手客觀闡述了汽車制動卡鉗的鑄造工藝,在有效的鑄造過程中提高汽車制動卡鉗整體性能以及運行效率。
關(guān)鍵詞:汽車制動卡鉗;鑄造工藝;研究
汽車制動卡鉗是有致密性要求的鑄件[1],在實際應用中不能出現(xiàn)縮孔縮松等缺陷問題,要在聯(lián)系實際的基礎(chǔ)上綜合分析各方面影響因素,優(yōu)化鑄造工藝的同時高效鑄造汽車制動卡鉗,將抗拉強度、屈服強度、延伸率等控制在規(guī)定范圍內(nèi),促使制動卡鉗功能作用最大化發(fā)揮,提
2、高汽車運行安全性、可靠性以及經(jīng)濟性。
一、汽車制動卡鉗的鑄造工藝
以某汽車制動制動卡鉗為例,材質(zhì)為QT450-10,抗拉強度、屈服強度分別大于450Mpa、290Mpa,延伸率不小于10%[2]。在原始澆注工藝中,汽車制動卡鉗對稱式分布,補縮冒口在鑄件的兩端,在鑄件一側(cè)中心位置的澆口杯,單個毛坯鑄件的質(zhì)量為3.12千克。汽車制動卡鉗澆注的最初溫度為1420攝氏度,澆注時間只有8秒,屬于濕型鑄造,砂芯是用覆膜砂制作而成的,可以利用三維軟件UG,直觀呈現(xiàn)汽車制動卡鉗澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖,在設(shè)置鑄件材質(zhì)、砂型、澆注初始溫度、澆注時間等基礎(chǔ)上計算、分析模擬結(jié)果,在應用現(xiàn)代技術(shù)
3、基礎(chǔ)上全面、系統(tǒng)剖析汽車制動卡鉗鑄造中充型、凝固等環(huán)節(jié)。在凝固過程分析中,會發(fā)現(xiàn)鑄件凝固到180秒的時候,底部有孤立的液相區(qū)出現(xiàn),隨著冷卻繼續(xù)進行,溫度持續(xù)降低,鐵液出現(xiàn)液態(tài)收縮現(xiàn)象,冒口無法及時、有效補縮鑄件底部,無法滿足凝固要求,在實際應用中縮孔縮松等缺陷問題發(fā)生的幾率特別高,隨著應力集中現(xiàn)象的出現(xiàn),鑄件機械性能大幅度降低,不利于汽車制動系統(tǒng)穩(wěn)定運行。此外,鑄件兩端也容易出現(xiàn)縮孔縮松問題,要在綜合分析的基礎(chǔ)上結(jié)合汽車制動卡鉗鑄造的要求、工藝流程、關(guān)鍵點等,將外冷鐵直接放入砂芯底部,加快冷卻速度的同時和冒口相互作用,確保鑄件順序凝固順利實現(xiàn),將縮孔縮松缺陷問題發(fā)生問題最小化,通過優(yōu)化、改進鑄
4、造工藝,提高汽車制動卡鉗性能以及質(zhì)量。
二、汽車制動卡鉗的鑄造工藝改進
汽車制動卡鉗鑄造工藝改進可以從澆注系統(tǒng)、合金成分兩大層面入手,在分析改進結(jié)果的基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化鑄造工藝,確保汽車運行中制動卡鉗功能作用最大化發(fā)揮。(一)改進澆注系統(tǒng)。就該汽車制動卡鉗來說,在原始鑄造工藝作用下,冒口尺寸以及冒口頸橫截面積都太小,鐵水流動性以及補縮效果不高,鑄件兩端以及底部極易出現(xiàn)縮孔縮松情況,需要在具體分析缺陷問題的基礎(chǔ)上立足鑄造實際情況,科學改進對應的澆注系統(tǒng)。汽車制動卡鉗的冒口是改進中不可忽視的一大關(guān)鍵點,可以將獨立設(shè)在鑄件兩端的冒口改為共用的冒口,將其設(shè)置鑄件合理位置,
5、解決冒口頸橫截面積太小的問題,將直澆道窩設(shè)在直澆道底部,有效控制鐵水下流中產(chǎn)生的動能,也在一定程度上縮短鐵水高速紊流區(qū),確保在鑄造過程中鑄件能夠被鐵水順利充滿,在源頭上將縮孔縮松缺陷問題的發(fā)生系數(shù)最小化。此外,在澆注系統(tǒng)改進過程中,要注重充型溫度,充型完成時的溫度范圍為1271到1420攝氏度[3],有效控制溫度的同時提高充型的平穩(wěn)性,為鑄件順利凝固提供重要保障。針對鑄件底部出現(xiàn)的縮孔縮松問題,可以在改進澆注系統(tǒng)過程中對砂芯進行合理化處理,規(guī)范化放置外冷鐵,在解決鑄件縮孔縮松這一缺陷問題的基礎(chǔ)上最大化提高汽車制動卡鉗的機械性能。(二)調(diào)整合金成分。合金成分調(diào)整也是汽車制動卡鉗鑄造工藝改進的有效
6、方法。在原始鑄造工藝作用下,該汽車制動卡鉗的合金成分配比有待完善,在理論探究、實踐探索過程中針對制動卡鉗性能、強度等,在反復試制的基礎(chǔ)上合理調(diào)整合金成分,爐后錳含量為0.35%,銅含量不能小于0.2%,也不能超過0.25%,在相互作用過程中最大化發(fā)揮錳的作用,有效固溶強化鑄件中的鐵素體,動態(tài)控制錳含量的同時形成合金滲碳體,以珠光體的形式呈現(xiàn)出來,合理提高鑄件基體中的珠光體比重,在鑄件塑性降低的過程中最大化提高鑄件的屈服以及抗拉強度,延伸率也能有效控制在規(guī)定的氛圍內(nèi)。與此同時,在錳的不斷作用下,高效控制鑄件基體中的珠光體溫度,防止其超過規(guī)定的范圍,控制好珠光體片距、過冷度二者間的線性關(guān)系,提高汽
7、車制動卡鉗的強度。銅對珠光體也能起到積極作用,可以在調(diào)整銅含量基礎(chǔ)上最大化發(fā)揮其功能作用,完善球墨鑄鐵基體組織,在優(yōu)化配置的基礎(chǔ)上確保合金成分更加科學、合理,可以在把握澆注工藝的基礎(chǔ)上進一步規(guī)范化調(diào)整合金成分,有效滿足汽車制動卡鉗應用中機械性能要求,提高制動卡鉗應用的整體效果。(三)鑄造工藝改進效果。利用顯微鏡以及多種現(xiàn)代信息技術(shù),全面、深入、系統(tǒng)了解澆注系統(tǒng)優(yōu)化完善以及合金成分科學調(diào)整之后汽車制動卡鉗運行效果。從試制結(jié)果看,在鑄造工藝改進之后,該汽車制動卡鉗兩端以及底部出現(xiàn)的縮孔縮松問題得到有效解決,鑄件基體中的珠光體含量有所增加,在15%左右[4]。與此同時,汽車制動卡鉗的抗拉強度、屈服強
8、度、延伸率明顯提高,機械性能、力學性能都有明顯的改善,可以從根本上降低汽車制動卡鉗應用中故障問題發(fā)生系數(shù),在惡劣的環(huán)境下安全以及穩(wěn)定運行,充分發(fā)揮多方面優(yōu)勢作用,提高汽車制動系統(tǒng)的整體性能以及汽車運行的綜合效益。
三、結(jié)語
總而言之,鑄造是保證汽車制動卡鉗質(zhì)量的重要途徑,要在剖析制動卡鉗故障問題基礎(chǔ)上探索鑄造的新思路、新方法,在改進鑄造工藝的過程中保證汽車制動卡鉗質(zhì)量,能夠在惡劣的工作環(huán)境中高效運轉(zhuǎn),將故障發(fā)生系數(shù)以及應用成本最小化,提高制動卡鉗應用效益以及汽車制動效果。
參考文獻:
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