球墨铸铁连杆
一、 生产条件及技术要求
1、生产性质 大批量流水生产。 2、材质 材质为QT400—15。 3、零件图
4、主要技术要求 力学性能：σb>400MPa；δ≥15%；130-180HBW。金属组织：球化等级≤4级；石墨大小5.8级；φ（P）≤20%;ω(Fe3C)≤3%.
二、造型、制芯
1、造型 采用气冲高压造型机，比压为0.7-0.9MPa；砂箱尺寸920mm*610mm*250mm，每型4件。
2、制芯设备 采用单工位热芯盒制芯机。
三、熔炼工艺
1、铁液的化学成分 ω(C)=3.6%-3.9%；ω(Si) ≤3.0%；ω(Mn)＜0.5%； ω(P) ≤0.07%；ω(S)＜0.03%；ω(Mg)残=0.03%-0.05%；ω(Re)残=0.01%-0.03%。
2、球化剂 稀土镁硅铁合金，加入量为铁液质量分数的1.5%-1.7%。 3、出炉温度 1420-1440℃。 4、浇注温度 1320-1350℃。
5、孕育剂 75Si-Fe合金孕育，加入量为包内铁液质量分数的0.3%-0.7%。 6、熔炼设备 10t无芯工频感应电炉熔炼原铁液；在1t铁液包中进行球化处理；转150Kg浇包进行浇注。
四、主要工艺参数
1、加工余量 2.5mm。 2、收缩率 1%。 3、拔模斜度 1°。
4、砂型硬度 砂型硬度大于40（C型硬度计）。 5、吃砂量 吃砂量为30-60mm。
6、型砂性能 湿压强度为0.12-0.14MPa，透气性≥100cm2/（Pa*s），紧实率为40%-48%（夏季），41%-47%（冬季）。
7、铸造圆角 铸造圆角为R2。
五、铸造工艺方案
1、浇注位置及分型面的选择 根据便于起模的原则，分型面的选取如下图所示：
2、铸件图的确定 根据之铸件的分型面选择以及铸件加工余量和拔模斜度的确定，作出连杆铸件图如下所示：
3、型芯设计 根据铸件孔的基本尺寸及其加工余量，确定型芯的相关尺寸，相关数据参数如下图所示：
4、工艺分析图的确定 根据铸件分型面、加工余量、拔模斜度以及型芯的相关设计，作出铸件的工艺分析图如下所示：
5、冒口设计 根据球墨铸铁凝固特点，此件采用控制压力冒口进行补
缩。这是因为当铸件以液态收缩为主时，冒口内铁液补给铸件以消除集中缩孔。
共晶膨胀初期，由于高压造型砂型硬度高，铸件内部压力大，多余铁液倒回入冒口，以降低铸件内部膨胀压力，防止铸件膨胀。而当冒口颈凝固后，共晶膨胀造成内压力自补缩，克服缩松缺陷，因此冒口大小选择以及冒口颈尺寸选择尤为重要。
（1） 铸件相关参数计算
铸件体积V=3.14*53*1/4*（147*147-83*83+107*107-58*58）
+12/360*3.14*30*
（82*82-73.5*73.5+62*62-53.5*53.5）
+120*12*30*2+12*30*（26+18）*2+（24+35）*106*1/2*16+（24+36）*120*1/2*16
=1181.7㎝
铸件质量m=V*ρ=1181.7*7.3=8.63Kg
（2） 铸件关键模数的确定
① 对于φ35的热节圆
铸件模数
Mc1=ab/[2*(a+b)-c]=53*32/[2*(53+32)-30]=12.1mm
② 对于φ31的热节圆
铸件模数
Mc2=ab/[2*(a+b)-c]=53*24.5/[2*(53+24.5)-30]=10mm 根据以上分析，Mc1 > Mc2，Mc1是计算冒口时起决定性作用的模数，故选择Mc1为铸件的关键模数较合适。
（3） 冒口模数及冒口颈模数的确定
根据《材料成型工艺》图4-35控制压力冒口的模数和铸件关键模数的关系，取冒口模数Mr=11.1mm。
又冒口颈模数Mn=0.67Mr，故Mn=7.44mm，取Mn=7.5mm。
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（4） 冒口尺寸的确定
查阅标注冒口系列尺寸关系，由Mr=0.189d得：d=58.7mm，取d=60mm。冒口高度h=1.5d=1.5*60=90mm；冒口质量m=1.04dρ=1.64Kg 又Mn=ab/(a+b),a为冒口颈宽度，b为冒口颈高度；取a=30mm，b=6mm。 冒口形状及冒口颈尺寸如下图所示：
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（5） 冒口补缩能力较核
①冒口补缩距离 与传统冒口的补缩概念不同，控制压力冒口的补缩距离，不是表明冒口把铁液输送到铸件的凝固部位，而是表明有凝固部位向冒口回填铁液能输送多大距离。改鼓励与铁液冶金质量和之间模数密切相关，有与该铸件模数较大，显然冒口补缩距离足够。 ③ 冒口的位置及数目 冒口应安放在铸件模数答的关键部位，该
铸件采用内浇道通过侧冒口的引入方式，冒口数目由该铸件模数- -体积份额图确定。
连杆铸造工艺设计说明书
