从汽车铸件的用途出发,必须密切注意其质量。其中特别重要的是稳定铸件材质,防止铸造缺陷。影响铸件质量的主要因素如图2.2所示,可见影响因素极多。为了得到符合设计要求的铸件,必须随时掌握住这些因素的变化规律,进行以稳定质量为中心的严格的工艺管理。
图2.2 影响铸件质量的主要因素
1. 铸造
铸造方案是影响铸件缺陷和经济性的重要因素,必须仔细分析铸件形状、壁厚、材料、铸造方法等各种条件,确定适当的铸造方案。型砂是由硅砂、黏结剂、添加剂等材料配成的,其配合比例、砂的粒度和形状对于型砂性质(强度、透气性等),铸件的尺寸精度,铸造缺陷,铸件表面粗糙度等有很大影响。尤其是砂型的硬度与含水量与铸件中气孔、缩孔等缺陷的关系极大,必须严格控制。
2. 熔化
熔化与浇注条件、铁水成分都是影响铸件材质性能的重要因素。铁水性质决定于化铁炉、化学成分、钢屑配比、孕育剂、铁水中的气体量与冷却条件。尤其是碳、硅含量以及由壁厚差异所引起时冷却条件变化,对于铸铁性质的影响更大。由于铸铁中的石墨尺寸随碳含量增加而增加,机械性能则随之下降。图2.3所示为在低频感应电炉与冲天炉中熔化的铸铁强度的对比。
图2.3 在低频感应电炉与冲天炉中熔化的铸铁强度的对比
生产球墨铸铁时,必须注意石墨的球化率,以得到所需要的机械性能。此外,碳当量 增高,容易发生夹渣等表面缺陷,应予注意。浇注温度与浇注时间等条件也影响铸造。浇注时间决定于铸造方案,是发生气体缺陷的重要原因。一般来说,浇注温度低,虽可防止发生缩孔,但却使铁水流动性下降。所以应该根据铸件形状,选择适当的浇注温度。
铸件检查方法包括外观检查、尺寸检查、耐压防漏检查、材质检查与无损探伤检查等数种。
1. 外观检查
用肉眼观察铸件表面状态以发现表面粗糙、孔穴、未铸满,形状与尺寸超差,激冷不良等缺陷。并可从铸件外观推断缺陷发生的原因。但是,这样检查往往不能发现细微的缺陷,对于那些在严格条件下工作的不允许细微缺陷存在的铸件,这种检查方法就显得不够完备了。
2. 尺寸检查
尺寸检查是以图样为依据,测量铸件尺寸是否在公差范围之内,以发现形状与尺寸的误差。此外,还应仔细检查加工基准面位置的准确度、机械加工余量分布以及壁厚偏差等。由于汽车铸件一般都是大量生产,所以在产品试制阶段就应彻底检查模型尺寸和铸件尺寸,确保大量生产时得到尺寸稳定的铸件。
3. 材料检查
汽车铸件材料应根据使用目的来选定。为了保证材料的性能,应进行化学分析、金相检验与机械性能试验。普通铸铁(片状石墨)与球墨铸铁(球状石墨)可从其共振频率求得抗拉强度。图2.4所示即为普通铸铁的抗拉强度与共振频率的关系。
图2.4 普通铸铁的抗拉强度与共振频率的关系
4. 耐压防漏检查
检查铸件中从里到外连续存在的细微裂纹与缩孔、气孔群,是一种对能承受压力的零件或产品广泛使用的方法。一般采用水压试验,也可用油压或气压做精密试验,
5. 无损探伤检查
利用仪器进行声波试验、渗透探伤、磁粉探伤、涡流探伤、超声探伤和放射性探伤,在保证铸件质量上起着重要的作用。