[发明专利]制造曲轴毛坯的逐次电渣熔铸工艺

说明书

技术领域

本发明属于曲轴制造机械领域，特别涉及一种制造曲轴毛坯的逐次电渣熔铸工艺。

技术背景

曲轴是动力机械的重要部件之一，动力机械产生的动力由它输出，其质量的优劣直接影响动力机械的使用性能。多年来，人们一直在不断努力探索曲轴毛坯的制造工艺，以求提高它的机械性能，降低生产成本。

传统的生产曲轴毛坯的工艺是球墨铸铁铸造和全纤维挤压锻造，球墨铸铁铸造工艺的主要缺点是常常出现铸造缺陷，如球化不良、疏松、气孔、砂眼、夹杂等，造成机械性能低，使用寿命短；全纤维挤压锻造工艺，则需庞大昂贵的锻压设备，制造工艺复杂，劳动强度大，生产效率低，成本高，金属利用率仅达到30％。

为解决曲轴毛坯制造问题，国内一些厂家试图采用电渣熔铸工艺生产曲轴毛坯，但因存在成型不良、裂纹和夹渣等缺陷尚未取得成功。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种生产曲轴毛坯成型技术，它巧妙地将金属精炼与成型一步完成，其工艺流程简单，工艺参数稳定，与同级别产品相比机械性能好、生产成本低。曲轴毛坯的逐次电渣熔铸工艺，消除了成型不良、裂纹和夹渣的缺陷。

本发明的目的采用如下技术方案实现：

一种制造曲轴毛坯的逐次电渣熔铸工艺，其特征在于，生产曲轴毛坯由电渣重熔工艺及电渣熔铸工艺来完成，

电渣重熔工艺：由自耗电极，周边带有水冷系的水冷铸模、渣池、金属熔池、绝缘板、底水箱构成的电渣重熔装置制作单个轴头、轴尾、曲柄销；其制作工艺依次为：将高温、高碱度的四元熔渣置入渣池内，上述自耗电极的下端插入渣池内，自耗电极、渣池、金属熔池、熔铸件、底水箱、通过短网导线与变压器形成回路，当电流通过回路时，熔渣放出电阻热，自耗电极下端被渣池逐渐加热熔化于铸模内，在水冷铸模的冷却作用下凝固成型曲轴的设定组合单件一轴头、轴尾及曲柄销，加工后待用；

将上述过程制造的单件轴头、轴尾及曲柄销，采用电渣熔铸工艺逐次熔铸成整体曲轴毛坯；在与曲柄臂形状相符的组合水冷铸模中型腔A内采用双极串联自耗电极、渣池、金属熔池、通过短网导线与变压器形成回路构成的电渣熔铸装置熔铸第一曲柄臂，当第一个曲柄臂熔铸成形时，便把插在组合水冷铸模相应孔内的曲柄销和轴头熔铸在曲柄臂上；在型腔B内熔铸第二个曲柄臂时，便把曲柄销连同另一个曲柄销熔合在第二个曲柄臂上，待铸件冷却后打开组合水冷铸模，移出铸件，放在导向轨道小车上，再合上铸模，并把准备好的单个曲柄销及已铸在曲柄臂上的曲柄销放在相应孔内，继续熔铸，这样依次下去直至整体曲轴毛坯熔铸完成。

上述的四元熔渣是CaO、MgO、CaF₂及AL₂O₃组合的四元熔渣，其配比为2∶1∶4∶13。

上述的单极自耗电极的电参数匹配为：V/I＝1/2，双极自耗电极的电参数匹配为V/I＝1/0.7。

上述自耗电极厚度根据渣池深度而设计。

上述的铸模上内部设有水冷系统，靠近热源处水流量体积大，远离热源处水流量体积小。

本发明的特点是：(1)采用双极串联与均衡冷却技术解决了曲轴毛坯成型问题；(2)采用柔性连接技术解决裂纹问题；(3)改变电参数配比和合理的渣池深度及渣成分配比解决了夹渣问题。

本发明的有益效果是：其熔铸的产品具有金属纯净、成分均匀、组织致密、表面光洁的特点。它可以用小功率的熔铸设备生产出大吨位的曲轴毛坯，工艺流程简单，工艺参数稳定，金属结晶方向有利于曲轴受力，综合机械性能等于或高于同级别全纤维锻造合金钢曲轴，疲劳强度是球墨铸铁曲轴的2.5倍，安全系数达到1.8，而制造成本比全纤维锻造曲轴低15％，相当于同级别的球墨铸铁曲轴成本，为曲轴毛坯制造技术开辟了一条新的途径。

附图说明

下面结合附图和实施例详述本发明：

附图1为电渣重熔原理图。

附图2为逐次电渣熔铸制造曲轴毛坯原理图。

附图3为双极串联自耗电极熔铸示意图。

附图4为待熔铸件柔性连接示意图。

具体实施例为：制造曲轴毛坯的逐次电渣熔铸工艺，由电渣重熔工艺和电渣熔铸工艺来完成。