汽車制動(dòng)盤的新型鑄造模型結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種汽車制動(dòng)盤的新型鑄造模型結(jié)構(gòu)，由兩個(gè)外模型和一砂芯復(fù)合而成，其中砂芯位于外模型當(dāng)中。本實(shí)用新型提高了汽車用后制動(dòng)盤的強(qiáng)度、韌性、耐候性能及加工性能。在鑄造模型內(nèi)易產(chǎn)生內(nèi)部縮松的R角部位加設(shè)微合金環(huán)，提高鑄件強(qiáng)度和韌性。鑄件通過砂模和砂芯共同成型，澆注系統(tǒng)位于砂芯內(nèi)部，澆注系統(tǒng)的陶瓷過濾片、環(huán)形進(jìn)湯片、冷鐵及冒口的合理設(shè)置，改善了鑄件的缺陷，提高了產(chǎn)品品質(zhì)。
【專利說明】汽車制動(dòng)盤的新型鑄造模型結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種汽車零部件，尤其是涉及一種汽車制動(dòng)盤的新型鑄造模型結(jié) 構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，在國內(nèi)外鑄造行業(yè)中，自動(dòng)造型生產(chǎn)線根據(jù)分型方式的不同一般分為兩種， 即水平造型生產(chǎn)線和垂直造型生產(chǎn)線。實(shí)心結(jié)構(gòu)后制動(dòng)盤由于無內(nèi)部型腔結(jié)構(gòu)，因而一般 生產(chǎn)時(shí)無需砂芯，只需通過砂模成型即可。但是，在垂直造型線生產(chǎn)中，這種常規(guī)方法所生 產(chǎn)出來的鑄件在剎車面與裝配面連接的R角處會(huì)往往會(huì)存在內(nèi)部縮松缺陷。在制動(dòng)盤受力 過程中，由于該處縮松的存在，會(huì)使制動(dòng)盤由于受力集中而產(chǎn)生斷裂傾向。因而，實(shí)心系列 后制動(dòng)盤在垂直造型線難以進(jìn)行大批量生產(chǎn)，從而成為國內(nèi)外鑄造行業(yè)垂直造型線的一大 難題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型的目的是提供一種汽車制動(dòng)盤的新型鑄造模型結(jié)構(gòu)，以改善現(xiàn)有實(shí)心 結(jié)構(gòu)后制動(dòng)盤在垂直造型線上生產(chǎn)所產(chǎn)生的內(nèi)部R角縮松缺陷，制動(dòng)盤存在受力斷裂傾 向，制動(dòng)過程安全性差，生產(chǎn)效率低等技術(shù)問題。
[0004] 本實(shí)用新型主要是通過下述技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的：一種汽車制動(dòng)盤的新 型鑄造模型結(jié)構(gòu)，由兩個(gè)外模型和一砂芯復(fù)合而成，其中砂芯位于外模型當(dāng)中；
[0005] 所述砂芯由兩塊結(jié)構(gòu)相同的砂芯模型對應(yīng)結(jié)合而成，所述砂芯模型左右兩端設(shè)有 定位栓，砂芯模型外側(cè)面中心區(qū)域具有圓形凸臺(tái)，該圓形凸臺(tái)的圓心處設(shè)有貫穿砂芯模型 的砂芯中心孔，在砂芯模型內(nèi)側(cè)、兩定位栓之間的中心線上設(shè)有橫截面為半圓形直澆道，直 澆道底部與砂型中心孔連通，在直澆道末端設(shè)有陶瓷過濾片；在砂芯內(nèi)側(cè)靠近鑄件易產(chǎn)生 R角縮松的部位設(shè)冷鐵凹槽，該冷鐵凹槽內(nèi)放置有冷鐵；所述砂芯側(cè)部還設(shè)有砂芯排氣孔；
[0006] 所述外模型內(nèi)型腔與所述砂芯外側(cè)形狀吻合，所述內(nèi)型腔左右兩端設(shè)有與定位栓 吻合的定位孔，內(nèi)型腔的外緣設(shè)有橫澆道、澆口杯，所述澆口杯與橫澆道連通，該橫澆道的 末端出口與砂芯模型內(nèi)的直澆道入口對接，所述外模型內(nèi)型腔外緣還設(shè)有與型腔連接的冒 口、砂芯排氣管、排氣管，所述排氣管與冒口連接，所述砂芯排氣管的管口與砂芯排氣孔連 接；
[0007] 所述在砂芯模型圓形凸臺(tái)和砂芯模型外側(cè)面結(jié)合位置的R角處，套設(shè)有微合金 環(huán)。
[0008] 作為優(yōu)選，所述砂芯中心孔附近設(shè)有加強(qiáng)筋。
[0009] 作為優(yōu)選，所述微合金環(huán)的內(nèi)徑等于或大于圓形凸臺(tái)外徑，其截面積為 9mm2-81mm2〇
[0010] 本實(shí)用新型結(jié)合車用高檔零部件特性，精選多種微合金元素進(jìn)行合理配比，聚甲 基丙烯酸甲酯（EPMMA)樹脂是無毒環(huán)保的材料，稀土金屬Ce能降低鑄件中Sn等低熔點(diǎn)物 質(zhì)的危害，形成有利于提商鑄件性能的商溶點(diǎn)物質(zhì)。稀土金屬La可以細(xì)化晶粒，減少S和 P在晶界的偏析，凈化晶界提高鑄件的沖擊韌性。上述材料制成的微合金環(huán)套裝在圓形凸 臺(tái)的R角處，在鐵水的作用下，其中的Ce、La、Nb等成分隨著微合金環(huán)的消失，逐漸擴(kuò)散在鑄 件的R角附近，因此大大提高了制動(dòng)盤R角附近的強(qiáng)度和韌性，并節(jié)約了合金材料。
[0011] 本實(shí)用新型方法具有工藝簡單，造型方便，生產(chǎn)率高，產(chǎn)品合格率高的優(yōu)點(diǎn)。其砂 模內(nèi)增設(shè)砂芯，鑄件通過砂模和砂芯共同成型；澆注系統(tǒng)位于砂芯內(nèi)部，改善了現(xiàn)有澆注系 統(tǒng)一般位于外模的傳統(tǒng)做法。高溫鐵水從澆注機(jī)澆注到砂模頂端的澆口杯后，立即進(jìn)入位 于砂芯內(nèi)的直澆道，直澆道內(nèi)的過濾片能凈化鐵水，鐵水通過陶瓷過濾片進(jìn)入砂芯中心孔， 在360°范圍內(nèi)進(jìn)入鑄件內(nèi)腔，可以一次澆鑄形成兩件產(chǎn)品，因此提高了生產(chǎn)效率；砂芯內(nèi) 放置的冷鐵靠近易產(chǎn)生R角的縮松部位，但又不與鑄件接觸，不僅能調(diào)節(jié)鐵水溫度場，解決 縮松缺陷，而且冷鐵不與鑄件接觸也避免了鑄件產(chǎn)生白口傾向，大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。該 實(shí)用新型很好的改善了現(xiàn)有垂直造型線工藝的不足，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1是砂型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖2是砂型的剖視圖；
[0014] 圖3是圖2中進(jìn)湯片的A向視圖；
[0015] 圖4是砂芯模型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖5是冷鐵的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖6是冷鐵的剖面示意圖；
[0018] 圖7是微合金環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖8是砂型造型機(jī)的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
[0021] 圖1是砂芯造型的結(jié)構(gòu)不意圖，圖2是砂芯的不意圖，圖3是后制動(dòng)盤的結(jié)構(gòu)不意 圖，圖4是冷鐵的結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是微合金環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖6是砂型造型機(jī)的示意圖。
[0022] 如圖6所示，砂型造型機(jī)1的工作過程是將型砂12送入砂型造型機(jī)1 (現(xiàn)有普通 造型機(jī)均可制作，造型機(jī)生產(chǎn)線可大批量連續(xù)生產(chǎn)砂模，生產(chǎn)效率很高）的砂斗11內(nèi)；將砂 斗11內(nèi)的型砂12吹入造型室13內(nèi)，通過正壓板14 (PP板）與反壓板15 (CP板）對型砂 12進(jìn)行擠壓，達(dá)到預(yù)設(shè)的壓力值，使型砂12達(dá)到所希望的硬度和形狀，制成砂型16 ;將砂型 16移至造型室13的前端，振動(dòng)CP板使其緩慢的脫離砂型16,并向上擺平至水平位置，PP板 將砂型16推出造型室13,振動(dòng)PP板以便使它脫離砂型16,然后PP板退回到造型室13的 起始位置；CP板下擺回原來的位置，關(guān)閉造型室13,以便制作下一個(gè)砂型16 ;制作好的砂型 16由鑄型輸送線向前輸送，便于后批量續(xù)澆注作業(yè)。
[0023] 新型鑄造模型結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)方法以及制動(dòng)盤的制作方法為：
[0024] a.制備砂芯：參見圖1、圖2、圖3、圖4,砂芯201由兩塊結(jié)構(gòu)相同的砂芯模型2對 應(yīng)結(jié)合而成，砂芯模型2由砂型造型機(jī)1制備，在砂芯模型2左右兩端設(shè)有定位栓21，砂芯 模型2外側(cè)具有圓形凸臺(tái)20,圓形凸臺(tái)20的圓心處設(shè)有貫穿砂芯模型2的砂芯中心孔22， 在砂芯模型2內(nèi)側(cè)、兩定位栓21之間的中心線上設(shè)有橫截面為半圓形直澆道23,直澆道23 底部與砂型中心孔22連通，砂型中心孔22的末端設(shè)有進(jìn)湯片4,該進(jìn)湯片可以將內(nèi)外模型 的型腔連接。
[0025] 在直澆道23末端設(shè)有陶瓷過濾片24 ;在砂芯201內(nèi)側(cè)靠近鑄件易產(chǎn)生R角縮松 的部位設(shè)冷鐵凹槽25,該冷鐵凹槽25內(nèi)放置有冷鐵26 ;砂芯側(cè)部還設(shè)有砂芯排氣孔27,砂 芯中心孔23附近設(shè)有加強(qiáng)筋28 ;
[0026] b.制備外模型：使用砂型造型機(jī)1制備外模型3,該外模型3內(nèi)型腔與砂芯201 外側(cè)形狀吻合，內(nèi)型腔左右兩端設(shè)有與定位栓21吻合的定位孔31，內(nèi)型腔的外緣設(shè)有橫澆 道32、澆口杯33,澆口杯33與橫澆道32連通，該橫澆道32的末端出口與砂芯模型2內(nèi)的 直澆道23入口對接，外模型3內(nèi)型腔外緣還設(shè)有與型腔連接的冒口 34、砂芯排氣管35、排 氣管36,排氣管36與冒口 34連接，砂芯排氣管35的管口與砂芯排氣孔27連接；
[0027] c.準(zhǔn)備鐵水：實(shí)施例1 :將鐵原料（P彡0. 1%，S彡0. 1%)投入沖天爐中，升溫 至 1450°C，待原料完全液化后，加入 C3. 6%，Sil. 6%，Μη0· 5%，NiO. 2%，CrO. 2%，Μ〇0· 05%， CuO. 3%，TiO. 03%，BO. 1%，VO. 2%，ZrO. 15%，然后將鐵水出爐注入澆注機(jī)保溫備用；
[0028] d.模型組合：在砂芯中心孔22放置環(huán)形進(jìn)湯片4,將兩塊外模型3對稱設(shè)置在砂 芯201的左右側(cè)，令外模型3的定位孔31與砂芯201的定位栓21套合，合并兩外模型3， 于是將砂芯201夾置在當(dāng)中；將微合金環(huán)5 (如圖5所示）套置于砂芯模型圓形凸臺(tái)20的 R角處。所述微合金環(huán)5的內(nèi)徑等于或大于圓形凸臺(tái)20外徑，其截面積為9mm 2-81mm2。
[0029] e.工件澆注：通過砂芯201內(nèi)部的直澆道23向砂型內(nèi)澆注鐵水，待冒口 34出現(xiàn) 鐵水后，停止?jié)茶T，待其冷卻后拆模，去除鑄件上的附著物和毛刺，修整尺寸后即得高強(qiáng)度 后制動(dòng)盤。
[0030] 微合金環(huán)的制作：將可發(fā)性聚甲基丙烯酸甲酯（EPMMA)與CeO. 1-0. 2%， LaO. 1-0. 2%，Nb 0. 01-0. 03%，TaO. 01-0. 02%(制動(dòng)盤總重量的比例）混合，熔融后通過模 具制成微合金環(huán)。
[0031] 為了驗(yàn)證本實(shí)用新型效果，實(shí)用新型人做了一下對比試驗(yàn)：
[0032] 試樣制備：1.試樣1、2、3后制動(dòng)盤：分別采用本實(shí)用新型模具制作。2.對比例 后制動(dòng)盤：采用現(xiàn)有工藝、現(xiàn)有模具制作（元素成分比：C3. 8%，Si82. 2%，MnO. 9%，NiO. 2%， CrO. 2%，Μ〇0· 04%，CuO. 3%，余量為鐵（P 彡 0· 1%, S 彡 0· 1%))。
[0033] 檢測結(jié)果：見下表。
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[0035] 通過以上檢測結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，采用本實(shí)用新型制備的后制動(dòng)盤強(qiáng)度、硬度、耐磨性 等特性均優(yōu)于現(xiàn)有產(chǎn)品，能夠滿足使用需求。
[0036] 最后，應(yīng)當(dāng)指出，以上【具體實(shí)施方式】僅是本實(shí)用新型較有代表性的例子。顯然，本 實(shí)用新型不限于上述【具體實(shí)施方式】，還可以有許多變形。凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì) 對以上【具體實(shí)施方式】所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均應(yīng)認(rèn)為屬于本實(shí)用新型的 保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種汽車制動(dòng)盤的新型鑄造模型結(jié)構(gòu)，其特征是由兩個(gè)外模型和一砂芯復(fù)合而成， 其中砂芯位于外模型當(dāng)中； 所述砂芯由兩塊結(jié)構(gòu)相同的砂芯模型對應(yīng)結(jié)合而成，所述砂芯模型左右兩端設(shè)有定位 栓，砂芯模型外側(cè)面中心區(qū)域具有圓形凸臺(tái)，該圓形凸臺(tái)的圓心處設(shè)有貫穿砂芯模型的砂 芯中心孔，在砂芯模型內(nèi)側(cè)、兩定位栓之間的中心線上設(shè)有橫截面為半圓形直澆道，直澆道 底部與砂型中心孔連通，在直澆道末端設(shè)有陶瓷過濾片；在砂芯內(nèi)側(cè)靠近鑄件易產(chǎn)生R角 縮松的部位設(shè)冷鐵凹槽，該冷鐵凹槽內(nèi)放置有冷鐵；所述砂芯側(cè)部還設(shè)有砂芯排氣孔； 所述外模型內(nèi)型腔與所述砂芯外側(cè)形狀吻合，所述內(nèi)型腔左右兩端設(shè)有與定位栓吻合 的定位孔，內(nèi)型腔的外緣設(shè)有橫澆道、澆口杯，所述澆口杯與橫澆道連通，該橫澆道的末端 出口與砂芯模型內(nèi)的直澆道入口對接，所述外模型內(nèi)型腔外緣還設(shè)有與型腔連接的冒口、 砂芯排氣管、排氣管，所述排氣管與冒口連接，所述砂芯排氣管的管口與砂芯排氣孔連接； 所述在砂芯模型圓形凸臺(tái)和砂芯模型外側(cè)面結(jié)合位置的R角處，套設(shè)有微合金環(huán)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車制動(dòng)盤的新型鑄造模型結(jié)構(gòu)，其特征是所述砂芯中心孔 附近設(shè)有加強(qiáng)筋。
【文檔編號】B22C9/02GK203830665SQ201320601436
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月28日
【發(fā)明者】吳文波, 韋永棵, 伍月恩 申請人:富士和機(jī)械工業(yè)（湖北）有限公司