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张芸 等级： / 门别币：20 |
| 发表：2016-11-8 6:07:59 查看：959 回复：2 次 | |
韩冰洋：优化抛丸工艺降低刹车盘铸件抛丸返修率 |
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随着客户对铸件质量要求提高，越来越多的刹车盘铸件外观质量不合格，需要进行2次抛丸，主要原因是铸件有粘砂和脉纹缺陷，脉纹出现在刹车盘风道内，形貌如图 1，需要通过抛丸处理将其清理掉。
1 试验方案及方法
1.1
试验材料
钢丸直径 1.7 mm，化学成分为：C：0.08%~0.20%，Si：0.10%~0.35%，Mn：0.35%~1.50%，S:≤0.035%，P:≤0.035%，金相组织为马氏体和贝氏体的复相组织，硬度为 40~55 HRC。为了验证挂件方式对抛丸质量的影响，选用一批脉纹及粘砂缺陷严重的铸件。
1.2
试验设备
采用迪砂 HT438 型悬挂式抛丸机，在 HT438 型抛丸机配套的吊笼上进行标记，以便数据记录及分析。A、B、C、D、E 表示层的位置，
1、2、3、4、5 表示杆的位置，内、中、外表示铸件在吊笼每根杆上的位置，如图 3。
1.3
工艺改进试验
分析认为，影响铸件抛丸效果的主要工艺参数为抛丸时间、抛丸机电流及铸件在吊笼上的挂件方式。在其它条件不变的情况下，变更试验参数，检验抛丸处理后铸件的外观情况。共进行了16 组对比试验，975 件铸件，3 000 多个数据，研究抛丸时间、抛丸机电流及挂件方式对铸件抛丸处理效果的影响。具体实施方案如表 1 所示。
2 试验结果与分析
2.1
抛丸时间对铸件抛丸效果的影响
图 4 是各试验方案的铸件粘砂、脉纹缺陷情况，表 2 是不同抛丸处理时间对铸件粘砂、脉纹缺陷的统计。从表 1 及图 4 可见，对比 #1、#2 及 #3 方案，360 s 的抛丸处理效果最好，说明过多延长抛丸时间对解决粘砂和脉纹的效果不大，抛丸处理时间越短，抛丸效果越好。
由 #15、#16 方案可见，进一步缩短抛丸时间至 300 s 以下时，铸件残余粘砂、脉纹比例升高。由此可见，比较合理的抛丸处理时间为 360~480s。由表 2 可见，单一变化抛丸处理时间对抛丸质量的影响差异不大。
2.2
挂件方式对抛丸效果的影响
2.2.1 挂件数量对铸件抛丸效果的影响
表3是4种挂件方式与粘砂、脉纹缺陷的统计结果，由表 3 可见，每笼挂 50 件的 9 组铸件比每笼挂 75 件的 3 组铸件粘砂和脉纹缺陷比例小，且抛丸效果最好的是外圈不挂件的 3 组，不合格比例仅为 13.33%，比原工艺（66.67%）降低了 53.34%；且外圈不挂的 3
组中，抛丸处理时间为 7 min 的抛丸效果最好。
2.2.2 挂件层数对铸件抛丸效果的影响
表 4 是挂件层数的铸件抛丸效果的统计结果。由表 4 可见，顶部 A 层的抛丸效果最差，其中 #4 方案的 2 件粘砂清理不干净的铸件都在 A层。
2.2.3 挂件部位对铸件抛丸效果的影响
表 5 是不同挂件部位的铸件抛丸效果统计结果。由表 5 可见，#1~#12 方案中，外部挂件导致的粘砂和脉纹缺陷的铸件共 114 件，是内部和中部挂件返修件数量之和。从外、中、内 3 个吊笼挂件部位可以看出，无论是脉纹还是粘砂，外部挂件的数量和比例都是最高的，说明外部挂件的抛丸效果最差。
2.2.4 吊笼 #1~#5 杆对铸件抛丸效果的影响
表6是吊笼 #1~#5 杆上铸件返修情况统计，由表 6 可见，由于吊笼在抛丸机内先顺时针旋转，再逆时针旋转，且时间相同，所以在 #1~#5 杆位置上的铸件返修情况基本相同，抛丸效果的差异不大。
2.3
抛丸电流对铸件粘砂的影响
对比 #1、#13 和 #14 试验方案，增加或减少抛丸电流对抛丸效果影响不大，当电流加大后，抛丸效果反而要退步，清理不掉的脉纹和粘砂比例达到 64%。加大抛丸电流后，不仅外部的抛丸效果不好，中部和内部的抛丸效果也随之变差，分析认为，电流加大后，钢丸速度加快，撞击工件后改变了钢丸的正常方向，导致抛丸效果变差。
3. 结论
通过一系列的工艺改进试验及生产验证，得出如下结论：
（1）合理的挂件方式能很好地降低铸件表面粘砂状况，对粘砂和脉纹比较多的特殊结构铸件，吊笼外圈与顶层不能挂件。
（2）延长抛丸处理时间对铸件抛丸质量的作用不明显，而将抛丸时间缩短至 300 s 以下，抛丸质量会变差，比较合理的抛丸处理时间为 360~480 s，其中抛丸时间为 420 s 时效果最好。
（3）抛丸机电流需控制在一定范围内，超过范围后，加大抛丸电流不会改善抛丸质量，反而会增加丸料与设备损耗，浪费资源和人力。
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