[发明专利]大功率空调压缩机铸态球铁曲轴的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及曲轴铸造领域，特别涉及一种大功率空调压缩机铸态球铁曲轴的生产方法。

背景技术

1.0～1.5匹空调压缩机上用的小型球铁曲轴，每件曲轴毛重为0.3～0.6公斤不等。采用的曲轴工艺布置为双排水平布置或双排倾斜布置，已经形成成熟典型工艺。

对于3匹大功率空调压缩机，其曲轴毛重1.05公斤/件。曲轴的材料牌号为QT700-2，用单铸试块浇注的试棒的机械性能要满足抗拉强度≥700Mpa，伸长率≥2％；金相组织要求铸件本体的球化率≥80％，珠光体含量≥90％，碳化物≤1％，磷共晶≤1％；铸件本体的硬度为220-～280HBS，单根铸件上各点的硬度差≤20HBS；铸件各部位不允许有任何铸造缺陷。

采用小曲轴成熟工艺——双排倾斜布置工艺和单排水平布置工艺进行生产，结果废品率均比较高，分别达到了20％和40％；而且单根曲轴上各点的硬度差大大超标，达到30～40HBS。

发明内容

本发明的目的是提供一种大功率空调压缩机铸态球铁曲轴的生产方法，以使生产出的铸态球铁曲轴能够满足上述技术要求。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

大功率空调压缩机铸态球铁曲轴的生产方法，其步骤包括混砂、造型、炉料熔炼、出铁球化孕育处理、浇注、冷却、开箱、铸件清理；其中，

所述的炉料熔炼步骤包括，配置炉料和熔炼，炉料成分质量百分比为：生铁20～30％、回炉铁35～45％、废钢30～40％；熔炼采用中频感应电炉进行铁液熔炼，熔炼温度为1450～1560℃；

所述的出铁球化孕育处理工序包括球化处理和硅钡一次孕育处理两个步骤；

所述的浇注工序中，采用曲轴铸件垂直排布方式，铁液经过浇口杯进入横浇道后同时进入若干根直浇道，直浇道中的铁液通过上下若干层薄片内浇道同时进入铸件及冒口；浇注温度控制在1320～1430℃，并在浇注时用硫氧孕育剂进行第二次随流孕育。

进一步，曲轴铸件的化学成分质量百分比：C 3.3～3.8％、Si 2.0～2.75％、Mn0.3～0.65％、P≤0.08％、S≤0.03％、Mg0.02～0.07％、RE0.01～0.05％、Cu≤1.0％、Sn≤0.05％、Fe余量和不可避免杂质。

所述的球化处理步骤加入球化剂总量为熔炼出铁量的1.0～20.％，球化剂的化学成分质量百分比为：Mg 5.0～8.0％、RE 1.0～2.6％、Si 35～48％、Ca1.0～3.0％、Mn≤4.0％、Al≤0.5％、Ti≤0.5％、Fe余量和不可避免杂质。

所述球化剂的粒度为：4～20mm。

所述的硅钡一次孕育步骤所用的硅钡孕育剂的加入总量为熔炼出铁量的0.5～1.0％；硅钡孕育剂的化学成分质量百分比为：Si 60～70％、Ca0.5～3.0％、Ba 1.0～6.0％、Al 1.0～3.0％、Fe余量和不可避免杂质。

所述的硅钡孕育剂的粒度为：3～10mm。

所述的浇注时用硫氧孕育剂进行第二次随流孕育的硫氧孕育剂的加入量为浇注铁液量的0.05～0.20％；硫氧孕育剂的化学成分质量百分比为：Si 65～76％、Al 0.5～1.5％、Ca 0.5～2.5％、Ce 1.0～3.0％、S 0.3～2.0％、O0.2～1.5％、Fe余量和不可避免杂质。

所述硫氧孕育剂的粒度为：0.10～0.70mm。

本发明采用曲轴铸件垂直排布工艺，其特点是：铁液经过浇口杯进入横浇道后同时进入四根直浇道，直浇道中的铁液通过上下三层薄片内浇道同时进入铸件及冒口，其作用为：(1)减缓浇注时铁液对铸型的冲击，以减少落砂缺陷；(2)三层内浇道同时注入铁液后，使铸件上下层之间的温差减小，铸件凝固后上下层各段的基体组织相同，因而达到了上下层各段的硬度几乎相同，从而改善了机械加工性能及其加工精度；(3)保证了最高点的冒口热节部分的液体温度最高而最后凝固，从而保证了冒口的补缩效果，使铸体不产生缩松缺陷。

现有大功率空调压缩机曲轴都采用小功率曲轴成熟工艺布置——双排倾斜或单排水平工艺不成功的原因在于：随着曲轴毛坯直径和长度的增加，在倾斜或水平状态进行浇注时；铁液充型时间过长，导致铁液对型腔的烘烤时间较长，因而，型腔表层型砂性能受到破坏，因而很容易产生落砂、气孔及夹渣缺陷。