V法铸造工艺制造铸钢汽车桥壳

1.V法生产铸钢桥壳的特点

近年来，高速公路和集装箱运输业的飞速发展，为大吨位、大功率的重型货车提供了有利的条件，重型货车汽车桥壳的市场需求很大。桥壳材质为ZG45、ZG35和低合金铸钢（40Mn、40Cr）等，有探伤要求，其结构大同小异，均为中间大两头小的空壳结构（多采用树脂砂芯或水玻璃砂芯）。

目前国内生产铸钢桥壳的造型工艺有三种，即自硬呋喃树脂砂、水玻璃砂以及个别厂家使用黏土砂造型工艺。其中，自硬呋喃树脂砂铸件质量较稳定，生产率高，但成本高，环境污染较大；水玻璃砂费用低，但铸件清理及旧砂回用困难。V法造型工艺铸件清理容易，原砂回用率高，相对生产成本低于树脂砂。

V法造型铸钢桥壳多采用一型两件的模具设计，采用宽幅的EVA薄膜造型。V法造型的最大优势是铸件外形易清理，型砂回用率高。由于V法工艺有着独特的特点，国内多家铸造厂家采用V法铸造工艺生产铸钢汽车桥壳。

某汽车桥壳，单件重量约为240kg，其技术特点如下：①铸件长度方向较长，容易产生弯曲变形；②铸件壁厚不均，容易产生裂纹；③力学性能要求较高，抗拉强度＞550MPa，屈服强度＞355MPa，断后伸长率＞18%；④需要对铸件进行气密性试验，在规定压力下无漏气；⑤铸件需进行台架试验，其中值疲劳寿命应高于行业标准80万次。

图13-67 V法铸钢桥壳的通常铸造工艺设计简图

2.铸造方案

（1）造型制芯工艺 采用V法造型+树脂砂工艺制芯。对热节点采用保温冒口、冷铁，确保铸件无缩孔、缩松缺陷。在容易出现裂纹的地方增设防裂筋，提高抗裂性。

V法铸钢桥壳的通常铸造工艺设计简图见图13-67。

（2）浇注温度 浇注温度无论对哪种铸造工艺都是一个重要的技术参数。由于V法浇注过程中，铸件表面冷却速度比湿型快，因此应适当地提高浇注温度。通过对比试验表明，浇注温度为1540～1600℃，可以很好地避免产生各类缺陷。

（3）负压值及保压时间 负压值及保压时间不仅关系到铸型的紧实度，还关系到金属液的充型过程，是V法铸造工艺中的重要的技术参数，应严格控制负压值和保压时间。(www.xing528.com)

3.V法铸造铸钢汽车桥壳的质量

V法铸造与树脂砂和水玻璃砂工艺生产的桥壳质量相比有了很大的提高，成本与树脂砂工艺持平，低于水玻璃砂工艺。

1）铸件几何形状准确、棱角清晰，外观明显优于树脂砂铸造；铸造缺陷少，正常条件下铸件表面的夹砂、气孔、粘砂均可以控制在2级以内。

2）铸件表面粗糙度低，可达25μm；铸件的质量精度高，质量精度优于MTS级（重量偏差2%）；铸件的尺寸精度高，可以达到CT8级，机加工时加工尺寸均能满足图样要求。

3）V法铸造汽车桥壳经过对试棒进行力学性能试验，其材质完全符合设计要求，巨机加工未发现异常反应。

4）V法铸造汽车桥壳的台架试验。经某国家汽车质量监督检验中心按QC/T 533—1999《汽车驱动桥台架试验方法》测试，V法铸造汽车桥壳中值疲劳寿命达到90.2万次，高于80万次的行业标准。

V法铸造铸钢桥壳过程见图13-68a～f，浇注的铸件见图13-68g、h。其中重要的工序是，把加热后的薄膜盖在模板上，通过真空吸力吸附薄膜向下，使其紧贴于模板上。在覆好膜的模板部位施涂一层0.5～1.0mm厚的涂料（可刷涂或喷涂），涂料喷好后可自干，也可低温干燥数分钟（＜10min）。

4.汽车后桥半自动V法铸造生产线

图13-69所示为国内某公司设计生产的年产12000t汽车后桥半自动V法铸造生产线，图13-70所示为V法铸造生产工艺流程。该生产线主要工艺参数是：

（1）产品及生产纲领 汽车桥壳材质：ZG35；设计生产能力为10000t（实际生产能力为12000t）；最大铸件重量（单件重）：220～280kg；铸型砂箱内尺寸（mm）：2000×1400×350/300；造型生产能力：4～6型/h；砂处理能力：20～25t/h；熔炼炉能力：5t/2台电炉。

（2）制芯 桥壳铸件的型芯较大，采用水玻璃砂和壳型组合芯。水玻璃砂采用S114混砂机混制，手工打芯，吹CO₂硬化，而后与壳芯黏合，喷涂，点火表干，制好的型芯用台车运至造型处。