采用串澆側注工藝,提高半軸質量和生產效率


SZ80439S101半軸是洛陽一拖鑄造公司消失模分廠生產量較大的產品,采用初始單澆工藝生產的半軸綜合廢品率達10.44%,鑄件砂孔、皺皮缺陷較多,對生產影響較大。


采用單澆工藝進行裝箱,每個砂箱內裝6件黃模(內外兩側各裝3件),澆注時每箱內的鑄件需要澆注6次,澆包澆完砂箱內側的鑄件后還要過跨吊到砂箱外側進行澆注,澆注時間長,生產效率偏低。


為了提高SZ80439S101半軸的產品質量和生產效率,對該鑄件的初始工藝方案進行了分析,提出了改進方案,采用串澆側注工藝進行組模,不僅能夠提高產品質量,還能提高生產效率。經過工藝調試和小批量生產驗證,鑄件缺陷明顯減少,鑄件的產品質量和生產效率均得到了提升。


1半軸鑄造工藝改進


1.1鑄件原工藝方案

半軸?鑄造工藝改進方案:采用串澆側澆工藝降低廢品率

圖3黃模裝箱

SZ80439S101半軸產品外形結構如圖1所示,鑄件單重51kg,材質為HT250,原工藝采用單澆方式組模,組模工藝簡單(如圖2)。


一拖鑄造公司消失模分廠砂箱尺寸為1200長×1000寬×1300高,根據半軸黃模尺寸大小,裝箱時每箱放置6件黃模,裝箱(如圖3),鑄件箱重為330kg,采用1噸澆包進行澆注。


澆注時需要對箱內的鑄件進行6次澆注,澆注完砂箱內側的鑄件后還要過跨吊到砂箱外側進行澆注。

半軸?鑄造工藝改進方案:采用串澆側澆工藝降低廢品率

圖1鑄件外形結構

圖2白模組模


根據質量統計,SZ80439S101半軸綜合廢品率10.44%,鑄件砂孔、皺皮缺陷較多(如圖4、圖5)所示。


為保證生產任務按質按量完成,必須對工藝進行改進。

半軸?鑄造工藝改進方案:采用串澆側澆工藝降低廢品率


1.2鑄件原工藝分析


如圖2所示,原工藝采用單澆方式,直澆棒直徑φ40,橫澆道截面40×40,內澆口截面8×40,為半封閉式澆注系統。由于澆注系統為單澆方式,鐵水澆注時充型較快,澆注系統充滿后呈有壓流動狀態,沖刷力大,鐵水進入型腔易產生噴濺。


同時,原工藝在模型的頂端設置了兩個截面呈梯形的溢流塊,寬度為40mm。由于該兩個溢流塊相對體積較小,在鐵水澆注的末期,容納冷凝鐵水的能力較弱,致使鑄件頂部的鐵水內含有較多的白模氣化殘留物,造成在鑄件頂端圓形表面出現了較嚴重的皺皮缺陷。


1.3鑄件改進方案


根據鑄件產品質量要求,對鑄件的組模工藝進行了重新設計(如圖6)。


1)采用串澆側注工藝,組模時將兩個白模串接在一起,4個內澆口的截面積超過的直澆棒的截面積,呈開放式澆注方式,鐵水無壓流動,充型平穩。


2)在直澆棒的下端增加截面尺寸55mm×55mm×22mm的泡沫過濾網,減少澆注過程中夾雜物進入型腔。


3)增加了溢流塊的數量,同時在其中的兩個溢流塊上面增加了一個長條形溢流塊,增大了鐵水澆注末期容納冷凝鐵水的能力。


4)黃模裝箱時裝在砂箱的1側(如圖7),便于鐵水澆注。

半軸?鑄造工藝改進方案:采用串澆側澆工藝降低廢品率

圖6串澆側注工藝

圖7串澆工藝裝箱


1.4生產組織方式優化


采用串澆側注工藝后,SZ80439S101半軸黃模的裝箱方式得到了優化(裝箱效果如圖8),黃模在砂箱內不在兩側均放,而是放在了砂箱的一側,裝箱數量沒有變動。


直澆棒數量由6個變為3個,工人在黃模裝箱后清理直澆棒上端的干硬涂層的數量減少了1倍,捏泥條的數量減少了1倍,擺放耐火澆口杯的數量減少了1倍,這樣,使得職工勞動量減輕了很多,鑄造輔材的使用量同倍減少。

半軸?鑄造工藝改進方案:采用串澆側澆工藝降低廢品率

圖8裝箱對比


由于黃模裝箱時裝在了砂箱的一側,鐵水澆注時只在砂箱一側進行澆注,不再跨越砂箱進行兩側澆注,減輕了澆注的難度,同時,每箱鑄件由澆注6次降為澆注3次,可節約澆注時間。


2工藝改進效果


采取串澆側注工藝后,SZ80439S101半軸進行小批量試生產,鑄件表面砂孔缺陷明顯減少,消除了鑄件頂端皺皮,鑄件外觀質量明顯提升。


發送30件調試的SZ80439S101半軸到加工單位進行加工驗證,30件半軸加工全部合格。


進行批量投產后,SZ80439S101半軸鑄件廢品明顯降低。


質量數據對比如表1:


表1:工藝改進前后鑄件廢品數據對比

半軸?鑄造工藝改進方案:采用串澆側澆工藝降低廢品率

3、價值分析


SZ80439S101半軸采取串澆側注工藝措施,鑄件廢品率由原來的10.44%降低到了2.95%,按年產10000件半軸計算。


采用串澆側澆工藝后,SZ80439S101半軸可減少廢品10000×(10.44-2.95)=749件,半軸重量為50kg,可減少廢品鑄件37.45噸,成品鑄件價格按7000元/噸計算,廢品鑄件按2000元/噸計算,可減少廢品損失37.45×(7000-2000)=187250元。


陶瓷澆口杯的使用數量由10000個降為5000個,陶瓷澆口杯單價5.2元,可節約輔材費用5000×5.2=26000元。共計可節約費用187250+26000=213250元。


采用單澆工藝,每個鑄件澆注時間平均32秒,加上過跨移動澆注包的時間,每箱澆注時間平均為240秒;采用串澆側注工藝后,串澆的2個鑄件的澆注時間平均為50秒,每箱澆注時間平均為175秒,每箱可節約澆注時間65秒。按每天生產300件半軸計算,可節約澆注時間300÷6*65=3250秒,折合52.17分鐘,生產節奏明顯加快。


4結論


1)通過對SZ80439S101半軸原工藝進行分析,找到了降低鑄件廢品率的工藝措施;


2)通過對數據進行對比,可以證明采用串澆側注工藝實施效果明顯。


作者:軒世成,男,河南開封人,1969年—,工程師,研究方向:鑄造工藝及設計,單位:一拖(洛陽)鑄造有限公司消失模工部。地址:洛陽市澗西區建設路154號。

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