輪轂關鍵過程控制

唐麗萍 牛素芳

（中設集團裝備制造有限責任公司，北京 100055）

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輪轂關鍵過程控制

唐麗萍 牛素芳

（中設集團裝備制造有限責任公司，北京 100055）

摘 要：本文通過對輪轂產品技術要求和結構工藝性分析，從避免鑄件缺陷考慮，加強過程控制，采用ISO/TS16949標準在產品投產前首先進行工藝交底，細化流程，關鍵過程進行控制，造型重點監控采用原材料中原砂粒度、灰分、水分、機械法再生砂灼堿量及砂型強度；冶煉重點監控澆溫、澆速、DI值，對不合格趨勢及時調整。使批量產品合格率達95%以上。

關鍵詞：輪轂；過程控制；DI值；合格率

0. 前言

輪轂，汽車輪胎內以軸為中心用于支撐輪胎的圓柱形金屬部件，通俗地說，就是車輪中心安裝車軸的部位，是連接制動鼓（制動盤）、輪盤和半軸的重要零部件。其性能直接影響著汽車的整體性能，影響汽車的有效使用壽命和行駛的安全性，所以輪轂應有足夠的強度和剛度，表面及內部要求嚴格，鑄件不允許有縮松、夾砂、裂紋等缺陷。

隨著市場競爭的激烈，產品不僅在成本上需要加以控制，更需要在質量上占優勢地位。105分廠從2014年在ISO9000標準基礎上，推行ISO/TS16949標準，在過程控制中進一步標準化。新產品進行質量先期策劃和編制控制計劃，老產品輪轂重點控制關鍵工序。運用統計分析進行過程控制。

一、造型過程控制

依據產品技術要求及該產品屬于批量生產，手工造型，尺寸公差執行CT11，根據公司現狀，優先選用樹脂砂造型制芯。

樹脂砂優點：砂型、芯強度高、成形性好，可生產出形狀復雜、內部質量要求高的鑄件、鑄件表面光潔，尺寸精度高，生產率高，可以節省生產場地和提高生產率，縮短生產周期。

1. 原材料控制

樹脂砂強度高低是砂型、芯主要指標之一，強度太高砂型、芯退讓性差，鑄件在冷卻、凝固過程中收縮受阻，引起鑄件裂紋，強度太低，鑄型在轉運、下芯過程中容易損壞，引起鑄件產生夾砂、氣孔缺陷；所以樹脂砂型、芯要保證合適的強度。砂型強度影響因素在樹脂配比同等情況下主要有原砂粒度及分布、再生砂含泥量、細粉，灼堿。根據多年生產經驗，面砂選用天津硅砂，粒度太粗，保證同樣強度情況下浪費樹脂用量，粒度太細強度偏低，選用粒度40 —100目4篩砂，細砂填補粗砂空擋，既保證合格強度，又合理利用樹脂。背砂用機械法再生砂，每天檢測含泥量、細粉，灼堿，按工藝標準。依據統計圖進行調控。如圖1所示。

2. 型芯砂混制及強度控制

混砂工序至關重要，混砂質量的好壞直接影響后序順利操作及砂型（芯）質量。混砂質量的重要標志是混砂均勻性。這一方面取決于混砂機運行精度，尤其是液料系統定量泵的定量準確性及攪籠內攪刀攪拌的合理性。另一方面取決于工藝配比，其中樹脂用量是關鍵：用量過小，容易造成覆膜不充分，砂型強度降低；過大，不僅容易造成材料浪費，而且易產生氣孔、裂紋等缺陷。現

二、冶煉過程控制

1. 冶煉嚴格配料，熔清碳含量保證脫碳量足夠≥0.3%，掌握合適的吹氧時機（鋼液溫度≥1560℃），規范取樣時間和取樣區域，保證化學成分具有代表性，并嚴格控制DI值圖2及AI含量（0.02%～0.05%）。

2. 澆注溫度、速度確定

澆注溫度過高易產生縮孔、縮松、粘砂、熱裂等缺陷；澆注溫度過低易產生澆不足、冷隔等缺陷。該產品材質熔點1520℃，過熱度考30℃～50℃，考慮鑄件壁厚，澆注溫度控制在1570℃～1550℃。

澆包容量及包孔的選擇，選底注包經驗數據12t鋼包，φ55mm孔徑。箱液重4.5t。第一箱平均澆注速度72kg/s，澆注時間63″，第二箱平均澆注速度55kg/s，澆注時間82″。

液面上升速度18.2mm/s～23.8mm/s（鑄件高1.5m/澆注時間），上升速度控制在預計20mm/s左右。澆速太快的缺點：金屬對型壁的沖刷作用大；易產生脹砂、抬箱、沖砂等缺陷，不利型內、芯內氣體的排除。澆速太慢的缺點：澆注期間金屬對型腔上表面烘烤時間長，促成夾砂結疤和粘砂類缺陷，金屬液溫度和流動性降低幅度大，易出現冷隔、澆不到及鑄件表皮皺紋，嚴重時鑄件因補縮不良產生縮松。澆注溫度、速度的關系如圖3所示。

三、過程控制前后效果對比

1. 砂芯強度控制過高，鑄件產生裂紋，2014年12月份批量生產41件，裂紋6件報廢，廢品率14.6%。

2. DI值偏高產生裂紋

DI值偏高與裂紋的關系見表1。

2015年6月份前批量生產60件，裂紋3件返修讓步，讓步率5%。

3. 37月份加強關鍵工序控制以來，生產鑄件45件，裂紋明顯減輕，沒有因裂紋報廢、讓步接收件1件，讓步率2.2%。收到了預期效果。場根據強度控制圖及時調整樹脂配比。

表1

參考文獻

［1］ 張智勇.ISO/TS16949∶2002QS9000∶1998配套管理工具實施指南［M］.北京：中國標準出版社，2005.

［2］全國鑄造標準化技術委員會.最新鑄造標準應用手冊［M］.北京：機械工業出版社，1994.

［3］陳國楨.鑄件缺陷和對策手冊［M］.北京：機械工業出版社，1995.

［4］唐玉林.圣泉鑄工手冊［M］.東北大學出版社，1999.

［5］劉根來.煉鋼原理與工藝［M］.北京：冶金工業出版社，2006.

［6］中國機械工程學會鑄造專業學會.鑄造手冊第五卷鑄造工藝［M］.北京：機械工業出版社，1994.

中圖分類號：TG24

文獻標識碼：A