本發明屬生產卡車推桿支架鑄造工藝領域，特別是一種鐵型覆砂鑄造卡車推桿支架的生產方法。
背景技術：
鐵型覆砂鑄造是在金屬型(又稱鐵型)內腔周圍覆上一層型砂(又稱覆膜砂)的一種鑄造工藝方法。它是金屬型鑄造和殼型鑄造兩種方法的結合。該工藝生產的鑄件具有尺寸精度高、輪廓清晰、機械性能好、節約人工、材料和設備、生產成本低等優點。
在國外，德國、前蘇聯等國早已于60年代前后開始把鐵型覆砂鑄造應用于生產，主要用于生產球鐵曲軸、剎車轂、剎車盤、缸套、炸彈殼、坦克履帶和電機底座等30余種鑄件。
在國內，鐵型覆砂鑄造工藝的應用研究絕大部分都使用于曲軸或者球墨鑄鐵的生產。近幾年來，在全國已有近百家企業也應用了鐵型覆砂鑄造工藝，生產的零件除球鐵曲軸外，還有汽車的凸輪軸、平衡軸、耐壓閥體、缸套，耐磨齒盤等30余種鑄件，而運用該鐵型鑄造工藝技術來生產卡車推桿支架還是空白。
在我國廠家，都是采用高壓鑄造或者靜壓鑄造方法生產卡車推桿支架。該工藝雖然質量上相對來說還比較穩定，但還是屬于砂型鑄造，在造型時還是需要煤粉，用砂量很大，生產環境還未得到完全改善；同時也存在著砂處理工部等一整套設備、材料倉庫、型砂輸送、除塵等設備，工作環境比較差，不利于鑄造生產環保，而且設備投資大，成本高，所占用的面積也大。產品澆注并經熱處理退火后，本體抗拉強度絕大多數達到或接近所要求牌號，如自硬樹脂砂鑄造卡車推桿支架QT600-10牌號，本體抗拉強度大多為600Mpa，硬度在177-189之間，用濕型砂工藝生產珠光體一般只有40-50，球化級別一般在3級，延伸率3～5％。但現今在汽車行業激烈競爭下，各汽車廠家生產的卡車推桿支架要求越來越高，多種性能指標要求達到或超過國家標準，例如該產品延伸率要求達10％以上。由于使用常規的砂型鑄造無法達到要求，必須另找出路。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是提供一種鐵型覆砂鑄造卡車推桿支架的生產方法，解決球鐵卡車推桿支架常見的組織疏松、表面質量差、整體機械性能得不到保證的問題，工藝流程簡單，容易控制，降低成本。
本發明以如下技術方案解決上述技術問題：
一種鐵型覆砂鑄造卡車推桿支架的生產方法，工藝步驟如下：
(1)造型：
外砂箱采用鐵型，覆膜砂為樹脂砂，鐵型的內腔按卡車推桿支架的形狀隨型制出，隨型覆砂層厚度為10mm-30mm；澆注系統有澆口杯、直澆口、橫澆口和濾網，采用封閉式澆口；上半模模樣的最高處射孔、四周圍芯頭都分別裝有氣孔針且均不穿出箱面；在鐵型的分型面上均勻分布有排氣槽；外模的上下模底板中間設有加熱裝置，模具溫度和鐵型溫度均控制在180-240℃，溫度達到要求后進行射砂；
(2)砂芯：
卡車推桿支架的砂芯的組裝、上涂料并濾干、烘干條件與現有工藝一致，烘烤好的坭芯芯頭鉆出排氣孔；
(3)合箱：
吹干凈鑄型；然后用6mm封箱條圍住砂箱各合箱定位銷，在澆注系統濾網座裝上過濾網，上箱吹干凈后，進行合箱，并扣上箱扣；澆口杯采用一次性陶瓷直沖漏斗澆口杯，安裝到鐵型時在接觸面抹一層專用鑄造粘膠粘牢，并放上澆口杯壓鐵等待澆注。
(4)澆注：
鐵水采用QT600-10牌號鐵水澆注，其化學成分質量比為：
C：3.7～3.9％，Si：1.6～1.7％，Mn≤0.2％，Cu≤0.2％，Re：0.01％～0.02％，Mg：0.03％～0.05％；
澆注溫度控制在1420℃-1440℃，8件/型的澆注時間為9.5-10.5s；
(5)開箱：澆注后25分鐘開箱扣；鑄件凝固30分鐘后落箱，自由冷卻。
所述澆注系統的鐵水流道是由澆口杯到直澆道到橫澆道，再由橫澆道通過濾網后均衡分到內澆口到鑄件；澆注系統各澆口總截面之比為：∑直︰∑橫︰∑內＝1︰(0.75-0.78)︰(0.68-0.72)；濾網采用直孔陶瓷濾網。
所述上半模模樣最高處射孔裝的氣孔針外徑為Φ8mm，上半模四周圍芯頭的氣孔針外徑為Φ10mm，鐵型的分型面上的排氣槽為半圓形，直徑為Φ6mm。
所述射砂的射砂氣壓為0.35-0.40Mpa，固化時間為50-60S。
所述合箱的扣箱力為80-85N.M。
本發明的顯著優點在于：
使用本發明生產方法，出品率達82％以上，因鐵型使用了不含水分的樹脂砂做覆砂造型材料，從而消除了皮下氣孔缺陷；鐵水凝固過程中得到快速冷卻，消除了卡車推桿支架常有的組織縮松、疏松等缺陷，提高了卡車推桿支架鑄件的整體機械性能，滿足或超過目前卡車推桿支架生產要求的各項性能指標；澆注后覆砂潰散性好，易清理，環保性好。整個工藝流程簡單，容易采取措施和控制，產品的生產成本比砂型鑄造工藝生產要低30～50％，且適用于各種類型卡車推桿支架、汽缸蓋和排氣管等重要復雜零部件的生產和多種要求高質量的其它大中小零件，應用前景廣泛。
本發明卡車推桿支架的鐵型覆砂鑄造工藝具有工藝出品率高、組織致密不滲漏、綜合性能高、用砂量少、設備投資少、生產周期短、見效快、設備占用面積少、生產效率高、制造成本低、環保性好的優點
具體實施方式
以下詳細描述本發明的具體實施方式，但不構成對本發明權利要求保護范圍的限制。
本發明鐵型覆砂鑄造工藝是利用鐵型增加鐵水在鑄造過程中的冷卻速度，細化組織，提高了卡車推桿支架在壁厚不均情況下保證機體較厚部位或較厚凸臺、塔子的組織致密性。在同等熔煉鐵水的成分下，使用鐵型覆砂鑄造工藝生產機體比砂型鑄造工藝可以獲得更高的抗拉強度、硬度和更好的石墨形態和石墨大小級別，穩定珠光體在50％以上。最重要的是提高了卡車推桿支架延伸率。
本發明卡車推桿支架的鐵型覆砂鑄造工藝與靜壓砂型鑄造工藝不同之處是在造型工序，本發明卡車推桿支架的鐵型覆砂鑄造工藝是采用專用的ZXTF-Z-1350*740造型主機自動化生產線。按照鐵型規格要求，卡車推桿支架設計布置為8件/型，分上下模。該生產線額定生產率為15型/h,兩臺造型主機則為30型/h。砂箱是金屬型，內腔是按照卡車推桿支架的形狀,留有覆砂層厚度并隨型制出，外模模底板下面設有加熱裝置，模具溫度和鐵型溫度均恒溫控制在180-240℃。造型采用覆膜砂，當模具和鐵型溫度達到設定的溫度后，在鐵型內腔周圍覆上一層薄薄的型砂。
由于覆膜砂是流動干型的，無水分，經過射砂表面硬化后，其表面光潔度很好，不用上涂料，而靜壓砂型鑄造工藝是屬濕型(潮型)鑄造，其表面需要上涂料才能保證鑄件的光潔度。因此鐵型覆砂鑄造工藝可以大量節約涂料成本。
以生產柳州五菱卡車推桿支架為例，采用靜壓鑄造生產工藝時，造型用砂量單臺為622kg以上，而用鐵型覆砂工藝生產卡車推桿支架(8件/型)時，鑄造造型單臺使用砂量僅需18-20kg左右；若按目前價格計算成本的話，年產20萬件光造型用砂量可以節約80萬元以上。而這種規模的鐵型覆砂鑄造生產線比國內靜壓生產線減少投資1500萬元，比進口靜壓生產線減少投資2000萬元以上。
本發明卡車推桿支架的鐵型覆砂鑄造工藝具有工藝出品率高、組織致密不滲漏、綜合性能高、用砂量少、設備投資少、生產周期短、見效快、設備占用面積少、生產效率高、制造成本低、環保性好等優點的同時，其不足之處是各種鐵型砂箱沒有通用性、受設備影響單天產量偏低。
采用本發明方法生產9002778柳州五菱卡車推桿支架，具體工藝步驟如下：
1.造型
造外型采用鐵型覆砂鑄造工藝進行。外砂箱采用鐵型，覆膜砂是采用相變砂，即舊砂回收后處理再重新覆膜，鐵型鑄造工藝按照8件/型進行設計，鐵型的內腔是按照卡車推桿支架的形狀隨型制出，試制時隨型覆砂層厚度為8mm。澆注系統的鐵水流道是由澆口杯到直澆道到橫澆道，再由橫澆道通過濾網后均衡分到內澆口到鑄件；澆注系統采用封閉式澆口，其各澆口總截面之比為：∑直︰∑橫︰∑內＝1︰(0.75-0.78)︰(0.68-0.72)；濾網采用直孔陶瓷濾網。在克服鐵型工藝缺點排氣問題上，在上半模模樣最高處射孔裝有外徑Φ8mm的氣孔針，上半模四周圍芯頭分別裝有外徑Φ10mm氣孔針，且都不穿出箱面；在鐵型的分型面上均勻分布有直徑Φ6mm的半圓排氣槽。外模的上下模底板中間都分別設有加熱裝置，模具溫度和鐵型溫度均控制在180-240℃；待溫度達到工藝要求后進行射砂，射砂氣壓為0.35-0.40Mpa，固化時間為50-60S，射砂后的覆砂層顏色控制為棕褐色。在連續生產時，經澆注后的鐵型必須經過水冷后達到溫控要求時才能進行循環使用(測溫采用紅外線進行)。
2.砂芯
采用鑄型吊芯方式，直接射出；
3.合箱
箱前檢查鑄型質量，保證鑄型符合要求并用壓縮空氣吹干凈鑄型；然后用6mm封箱條圍住砂箱各合箱定位銷，在澆注系統濾網座裝上過濾網，上箱吹干凈后，進行合箱，并扣上箱扣，合箱的扣箱力為80-85N.M。澆口杯采用一次性陶瓷直沖漏斗澆口杯，安裝到鐵型時在接觸面抹一層專用鑄造粘膠粘牢，并放上澆口杯壓鐵等待澆注。
4.澆注
采用QT600-10牌號鐵水澆注，其化學成分質量比為：
C：3.7～3.9％，Si：1.6～1.7％，Mn≤0.2％，Cu≤0.2％，Re：0.01％～0.02％，Mg：0.03％～0.05％；
澆注溫度控制在1420℃-1440℃，澆注時間(8件/型)為9.5-10.5s；待澆口杯鐵水成糊狀時打斷澆口杯；
5.開箱
澆注后25分鐘開箱扣；鑄件凝固時間為35分鐘時落箱，落箱后的鑄件為暗紅色，然后自由冷卻到室溫。
6.檢驗結果
鑄件經過清理拋丸后，不經過熱處理，直接鑄態解剖鑄件檢測得到結果如下：
1)卡車推桿支架各個部位金相組織和硬度情況如下：
2)機械性能
性能檢測附鑄試塊，具體情況如下：
用本發明的鐵型覆砂方法鑄造卡車推桿支架，在滿足性能要求的條件下可以減少或者不用加入合金，如Cu合金可以由原來的0.7～0.8％減少到0.2～0.3％。
實踐說明：運用本發明的方法生產卡車推桿支架，本體機械性能比砂型鑄造本體要求牌號要高出一個牌號以上，從而保證滿足日益發展的汽車制造行業競爭要求。
用本發明的方法，不僅可以生產出蠕墨鑄鐵或球墨鑄鐵汽車零部件、汽缸體、缸蓋、排氣管等高質量的汽車重要零部件，還可以用于各行各業的機械制造，如航空、鐵路機車車輛、農用機械、建筑機械和軍工等等需承受高強度、高韌性、高致密性、高耐磨的大中小零件的生產。