電渣整體熔鑄一步成型曲軸工藝與設備的製作方法
2023-07-12 03:25:46 2
專利名稱:電渣整體熔鑄一步成型曲軸工藝與設備的製作方法
本發明是屬於一種特殊的電渣熔鑄及曲軸毛坯成型新工藝和設備。
曲軸是各類發動機的主要部件，隨著汽車等運輸工業的發展，對曲軸的社會需要量日益增大。曲軸毛坯成型的常用工藝有一般鑄造法和鍛造法。一般鑄造法(包括球墨鑄鐵和鑄鋼法)成本低但一般鑄件中缺陷多、綜合性能及使用效果不如後者。因而，重要用途的曲軸通常用優質鋼鍛造法成型。但該法前後生產的工序多、鋼材利用率低、設備投資大、成本高。據報導，在國際上蘇聯曾用電渣分段多次鑄焊法研製低速船用曲軸〔1、2〕，質量較高但每根曲軸需多次鑄焊，結構不太均勻，效率低，故一般不適於生產中小型曲軸。用一般的電渣熔鑄法，無法一步成型帶有曲拐的軸。
本發明的工藝特徵是整根曲軸用電渣熔鑄一步成型，使整根曲軸(4)的精煉、強冷順序凝固和熔渣(2)保護下成型等多道工序在同一設備中一步完成;自耗電極(1)沿熔鑄模(5)中相當於主軸頸位置而又貫通的孔腔進行熔鑄;熔鑄模的主體部分不移動而採用專用滑動模塊(6)在液層(3)中的徑向移動來達到既能使曲拐部位成型，又能使自耗電極在熔鑄過程中正常運行;滑塊移動時離電極端部距離不小於10毫米;工藝參數及其配合關係根據曲軸的類型大小而變化。
本發明的設備特徵是採用多層對開式水冷熔鑄模(5);熔鑄模的型腔與曲軸外形相近，沿軸心部位是尺寸接近於軸頸的貫通孔腔;滑動模塊的總厚度接近於連杆軸頸長度;熔鑄模及滑動模塊的材料是鑄銅或銅板;鑄模各部分尺寸隨曲軸類型和大小而變化。
電渣整體熔鑄一步成型曲軸的示意圖見附圖。
對481型多拐45鋼曲軸的電渣整體熔鑄一步成型工藝
渣系採用CaF2-Al2O3，CaF2-Al2O3-CaO和根據鋼種特點也可加入少量其他組元SiO2等，熔鑄過程可加少量脫氧劑，注渣方法可用上注或底注。起始渣層厚度在70～110毫米。注渣後，自耗電極即沿熔鑄模軸心貫通的軸頸孔腔熔鑄，一般正常熔鑄電流在1600～2500A，電壓40～50V，每當熔鑄至電極端部離成型滑塊上方大於10毫米時即開始移動滑塊成型連杆軸頸和曲拐部位，熔鑄過程可根據爐況調整渣層厚度。渣池單位容積功率在0.07～0.11KVA/cm3。
在研製成功電渣整體熔鑄拐軸基礎上，我們又於1978年10月提出本工藝方案和實現技術後，經與黎川農機修造廠(現改特鋼廠)合作，於1980年研製出多拐曲軸。
經檢驗，與一般模鍛曲軸相比時，內部材質更好，鋼材利用率更高(可提高25%左右)，生產工藝及材料運輸周轉時間少，投資低，經濟效果更好。本工藝與國內外曾採用的電渣分段多次鑄焊法相比時，因整根曲軸連續穩定的熔鑄成型故內部結構更均勻、材質更好;一步整體成型比多次鑄焊效率更高;一步成型時熔鑄模一次定位比多次鑄焊法的曲軸尺寸精度及合格率更高;一步成型法避免了多次鑄焊處的額外加工量故鋼材利用率也高。
本工藝及設備適用於各類曲軸的成型，也適用於曲拐臂厚度和軸長度較小的其他曲拐異型件。
參政文獻〔1〕Патон.Ь.Е.，Мезовар.Ь.ц.，цяр.，Электрошлаковое Лцтье(ElecTposlag Casting)KueB《наукова яумка》1980.
〔2〕Меяовар，ъ.ц.，ц яр.，Пробл.Спец.Электрометаллургця，2(1975)，15～21。
權利要求
1.一種電渣熔鑄的一步成型曲軸工藝，其特徵在於金屬自耗電極沿熔鑄模軸心區貫通的主軸頸孔腔熔鑄，熔鑄模主體不移動，採用滑動模塊移動完成連杆軸頸、曲拐、曲臂成型，連續熔鑄成整體曲軸。
2.根據權利要求
1所述一步成型曲軸工藝，其特徵在於滑動模塊在渣鋼液層中作徑向移動，滑動時，滑動模塊距電極端部大於10毫米。
3.根據權利要求
1所述一步成型曲軸工藝，其特徵在於軸徑為φ70～100毫米的曲軸時，熔鑄電流在1600～2500安培，電壓40～50伏特，渣層的起始厚度為70～110毫米，在熔鑄過程中調整渣層厚度，渣池單位容積功率在0.07～0.11千伏安/釐米3。
4.根據權利要求
1所述一步成型曲軸工藝採用的異型熔鑄模，是水冷銅模，其特徵在於由多層對開式熔鑄模和連杆軸頸、曲拐、曲臂成型的滑動模塊構成，沿熔鑄模軸心區具有貫通的中心孔腔，內腔與曲軸外型相近。
5.根據權利要求
4所述的異型熔鑄模，其特徵在於用銅鑄造和銅板衝壓製成。
6.根據權利要求
4所述的異型熔鑄模的滑動模塊，其特徵在於其高度與連杆軸頸長度相近，可用鑄銅或銅板製成。
專利摘要
電渣整體熔鑄一步成型曲軸的工藝和設備是一種特殊的電渣熔鑄及曲軸或曲臂厚度較小異型件成型的新工藝和設備。整根曲軸的精煉凝固和成型多道工序在同一設備中一步完成，自耗電極沿貫通的主軸頸孔腔熔鑄。採用滑動模塊在液層中移動來解決曲拐部分成型。採用多層對開式水冷熔鑄模。熔鑄模型腔與曲軸外形相似，相應於軸心部位有貫通的孔腔。熔鑄模或模塊的尺寸以及工藝參數的配合關係，隨曲軸的類型和大小不同而變化。電渣熔鑄曲軸具有優質、省料、省工、省投資的效果。
文檔編號B22D23/00GK85100844SQ85100844
公開日1986年7月9日 申請日期1985年4月1日
發明者施璇, 苑佔民, 劉進文, 董洪哲 申請人:北京鋼鐵學院導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan