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解决机体裂纹缺陷 从三个方面入手
2016-11-14 14:17

2013年初,我厂机体铸件裂纹缺陷一直居高不下,通常由裂纹产生的废品占到总废品的50%~80%,由此可见,裂纹缺陷是制约我厂铸件品质提高的重要因素。

 

  1.原因分析

  铸件裂纹一般分为热裂和冷裂,造成裂纹的因素有许多,如材质成分配比不当、铁液含磷高、铸件结构不合理,以及生产方式的影响等,结合我公司的实际生产情况,列出以下几个主要影响因素。

  (1)造型线冷却时间短  目前冷却时间80min,取件采用振动方式。

  (2)铁液成分工艺问题  铁液成分C低、Si高、Sb高,铸件石墨形态不好,共晶团数多。另外,还有铁液检验方式、检验元素种类和控制方式不适应铁液管理,从而导致铁液质量失控。

  (3)机体铸件结构问题  裂纹部位壁厚较薄(4~8mm),应力较集中。

  (4)原材料问题  原材料含磷量过高,孕育剂质量难以检测和控制。

  (5)清理运输过程磕碰,环节较多。

 

  2.工艺措施

  通过上述原因分析,机体裂纹缺陷是综合性因素造成。经过仔细分析研究,我们决定主要从铁液成分控制和机体铸件结构问题及原材料质量控制这三方面入手,具体实施过程如下。

  (1)目前生产工艺条件下,结合国内外机体生产厂家、TFTE的技术资料及与有关专家的技术交流,我们前期做了一些工作,对铁液成分有所调整,由原来wC=(3.05±0.05)%、wSi=2.2%=2.5%、Cu:1㎏/包、Sb:130g/包,调整为wC=(3.10±0.05)%、 wSi=2.1%~2.2%,不加铜、Sb:110g/包,去掉浇注时的随流孕育,试验后效果不理想。 随后我们决定在铁液成分上再次进行如下调整,即wC=(3.15±0.05)%、wSi=2.0%~2.2%,Cu:1㎏/包、Sb:70~80g /包,并恢复浇注时的随流孕育,同时加大三角试片的检查数量,观察铁液孕育效果。经过试验,机体裂纹废品有所下降。

  (2)在调整铁液成分的同时,对废钢、生铁、孕育剂等原材料严格控制,与供货商建立评价体系,有问题时及时沟通并解决。

  (3)改变机体结构,即机体前后端面出现裂纹的R角处加厚2mm。

  (4)浇注时箱数由5箱/包改为6箱/包,减少回硅、回锑量,增加孕育效果。

  (5)在铁液成分及浇注工艺不变的前提下,炉前孕育剂由硅钡孕育剂改用75硅铁孕育剂,同时粒度严格控制在5~10mm,加强孕育效果。

  按此工艺共试验生产机体419件,内废19件(无裂纹缺陷)。此批机体转机加工300件,废4件,其中裂纹3件,裂纹废品率1%,效果较好。

  试验的机体物理性能如下:试样强度275MPa、260 MPa,实物硬度205HBW,10点硬度90HRB以上,均符合标准。其实际控制的化学成分为wC=3.07%~ 3.18% 、wSi=2.03%~2.30%(90%的机体铸件wSi控制在2.03%~2.2%), 符合铸件的工艺要求.故决定按此工艺正式生产机体。

 

  3.实施效果

  实施上述措施后,机体裂纹缺陷所占比例开始大幅下降,从2013年1月份的74.25%下降至12月份的12.46%,且2014年全年机体裂纹缺陷所占比例一直维持在较低水平(多数在10%以下),同时机体废品率也由2013年1月份的11.04%下降至2014年12月份的1.01%,这说明我们采取的措施对解决机体裂纹缺陷是非常有效的,同时使机体废品大幅降低。

  因此,为了使机体裂纹不再重复批量发生,一定要建立原材料评价体系,合理控制化学成分,严格执行铁液处理工艺

 

  作者简介:汪海峰、李文军,天津一汽夏利汽车股份有限公司内燃机制造分公司。

 

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