轮毂关键过程控制

唐丽萍 牛素芳

（中设集团装备制造有限责任公司，北京 100055）



轮毂关键过程控制

唐丽萍 牛素芳

（中设集团装备制造有限责任公司，北京 100055）

摘 要：本文通过对轮毂产品技术要求和结构工艺性分析，从避免铸件缺陷考虑，加强过程控制，采用ISO/TS16949标准在产品投产前首先进行工艺交底，细化流程，关键过程进行控制，造型重点监控采用原材料中原砂粒度、灰分、水分、机械法再生砂灼碱量及砂型强度；冶炼重点监控浇温、浇速、DI值，对不合格趋势及时调整。使批量产品合格率达95%以上。

关键词：轮毂；过程控制；DI值；合格率

0. 前言

轮毂，汽车轮胎内以轴为中心用于支撑轮胎的圆柱形金属部件，通俗地说，就是车轮中心安装车轴的部位，是连接制动鼓（制动盘）、轮盘和半轴的重要零部件。其性能直接影响着汽车的整体性能，影响汽车的有效使用寿命和行驶的安全性，所以轮毂应有足够的强度和刚度，表面及内部要求严格，铸件不允许有缩松、夹砂、裂纹等缺陷。

随着市场竞争的激烈，产品不仅在成本上需要加以控制，更需要在质量上占优势地位。105分厂从2014年在ISO9000标准基础上，推行ISO/TS16949标准，在过程控制中进一步标准化。新产品进行质量先期策划和编制控制计划，老产品轮毂重点控制关键工序。运用统计分析进行过程控制。

一、造型过程控制

依据产品技术要求及该产品属于批量生产，手工造型，尺寸公差执行CT11，根据公司现状，优先选用树脂砂造型制芯。

树脂砂优点：砂型、芯强度高、成形性好，可生产出形状复杂、内部质量要求高的铸件、铸件表面光洁，尺寸精度高，生产率高，可以节省生产场地和提高生产率，缩短生产周期。

1. 原材料控制

树脂砂强度高低是砂型、芯主要指标之一，强度太高砂型、芯退让性差，铸件在冷却、凝固过程中收缩受阻，引起铸件裂纹，强度太低，铸型在转运、下芯过程中容易损坏，引起铸件产生夹砂、气孔缺陷；所以树脂砂型、芯要保证合适的强度。砂型强度影响因素在树脂配比同等情况下主要有原砂粒度及分布、再生砂含泥量、细粉，灼碱。根据多年生产经验，面砂选用天津硅砂，粒度太粗，保证同样强度情况下浪费树脂用量，粒度太细强度偏低，选用粒度40 —100目4筛砂，细砂填补粗砂空挡，既保证合格强度，又合理利用树脂。背砂用机械法再生砂，每天检测含泥量、细粉，灼碱，按工艺标准。依据统计图进行调控。如图1所示。

2. 型芯砂混制及强度控制

混砂工序至关重要，混砂质量的好坏直接影响后序顺利操作及砂型（芯）质量。混砂质量的重要标志是混砂均匀性。这一方面取决于混砂机运行精度，尤其是液料系统定量泵的定量准确性及搅笼内搅刀搅拌的合理性。另一方面取决于工艺配比，其中树脂用量是关键：用量过小，容易造成覆膜不充分，砂型强度降低；过大，不仅容易造成材料浪费，而且易产生气孔、裂纹等缺陷。现

二、冶炼过程控制

1. 冶炼严格配料，熔清碳含量保证脱碳量足够≥0.3%，掌握合适的吹氧时机（钢液温度≥1560℃），规范取样时间和取样区域，保证化学成分具有代表性，并严格控制DI值图2及AI含量（0.02%～0.05%）。

2. 浇注温度、速度确定

浇注温度过高易产生缩孔、缩松、粘砂、热裂等缺陷；浇注温度过低易产生浇不足、冷隔等缺陷。该产品材质熔点1520℃，过热度考30℃～50℃，考虑铸件壁厚，浇注温度控制在1570℃～1550℃。

浇包容量及包孔的选择，选底注包经验数据12t钢包，φ55mm孔径。箱液重4.5t。第一箱平均浇注速度72kg/s，浇注时间63″，第二箱平均浇注速度55kg/s，浇注时间82″。

液面上升速度18.2mm/s～23.8mm/s（铸件高1.5m/浇注时间），上升速度控制在预计20mm/s左右。浇速太快的缺点：金属对型壁的冲刷作用大；易产生胀砂、抬箱、冲砂等缺陷，不利型内、芯内气体的排除。浇速太慢的缺点：浇注期间金属对型腔上表面烘烤时间长，促成夹砂结疤和粘砂类缺陷，金属液温度和流动性降低幅度大，易出现冷隔、浇不到及铸件表皮皱纹，严重时铸件因补缩不良产生缩松。浇注温度、速度的关系如图3所示。

三、过程控制前后效果对比

1. 砂芯强度控制过高，铸件产生裂纹，2014年12月份批量生产41件，裂纹6件报废，废品率14.6%。

2. DI值偏高产生裂纹

DI值偏高与裂纹的关系见表1。

2015年6月份前批量生产60件，裂纹3件返修让步，让步率5%。

3. 37月份加强关键工序控制以来，生产铸件45件，裂纹明显减轻，没有因裂纹报废、让步接收件1件，让步率2.2%。收到了预期效果。场根据强度控制图及时调整树脂配比。

表1

参考文献

［1］ 张智勇.ISO/TS16949∶2002QS9000∶1998配套管理工具实施指南［M］.北京：中国标准出版社，2005.

［2］全国铸造标准化技术委员会.最新铸造标准应用手册［M］.北京：机械工业出版社，1994.

［3］陈国桢.铸件缺陷和对策手册［M］.北京：机械工业出版社，1995.

［4］唐玉林.圣泉铸工手册［M］.东北大学出版社，1999.

［5］刘根来.炼钢原理与工艺［M］.北京：冶金工业出版社，2006.

［6］中国机械工程学会铸造专业学会.铸造手册第五卷铸造工艺［M］.北京：机械工业出版社，1994.

中图分类号：TG24

文献标识码：A