一、軸承座材質(zhì)選型與性能要求

1. 常用材質(zhì)對(duì)比及適用場(chǎng)景

2. 材質(zhì)選型核心原則

• 承受動(dòng)態(tài)沖擊、振動(dòng)載荷，追求韌性與加工性 → 優(yōu)先選 QT500-7
• 承受靜重載、大扭矩、高剛性要求 → 選用 QT600-3
• 軸承安裝位、結(jié)合面必須無(wú)縮松、氣孔、裂紋、夾渣，球墨鑄鐵是最優(yōu)選擇

二、軸承座鑄造工藝整體方案

（一）呋喃樹(shù)脂砂造型工藝（中高端、精密、中小批量首選）

核心優(yōu)勢(shì)

• 尺寸精度高（CT8-CT9），表面粗糙度低，減少后續(xù)加工余量
• 砂型退讓性好，有效降低鑄造應(yīng)力，防止鑄件開(kāi)裂、變形
• 潰散性優(yōu)異，復(fù)雜內(nèi)腔、筋板處清砂徹底，避免殘留型砂影響裝配
• 型砂強(qiáng)度高，不易漲箱、錯(cuò)型，保證形位公差穩(wěn)定

關(guān)鍵工藝參數(shù)

• 型砂體系：呋喃樹(shù)脂自硬砂，樹(shù)脂加入量 1.0%-1.5%，固化劑配比隨環(huán)境溫度調(diào)整
• 砂芯：樹(shù)脂砂砂芯，整體制芯，芯骨加固，防止?jié)沧r(shí)浮芯、變形
• 烘干處理：砂型、砂芯充分烘干，水分≤0.5%，杜絕氣孔缺陷
• 合型定位：采用精準(zhǔn)定位銷(xiāo)，合型偏差≤0.5mm，分型面密封嚴(yán)實(shí)

（二）粘土砂潮模造型工藝（大批量、中小型軸承座首選）

核心優(yōu)勢(shì)

• 生產(chǎn)效率高，自動(dòng)化程度高，適合流水線量產(chǎn)
• 型砂回用率高，生產(chǎn)成本低，工藝成熟穩(wěn)定
• 砂型緊實(shí)度均勻，鑄件表面質(zhì)量良好，尺寸一致性高

關(guān)鍵工藝參數(shù)

• 型砂：濕型粘土砂，水分控制 3.5%-4.5%，透氣性≥80，緊實(shí)度 85-90
• 型芯：油砂芯或樹(shù)脂砂芯，保證內(nèi)腔與安裝孔尺寸
• 造型設(shè)備：高壓造型機(jī)，確保砂型硬度均勻，防止?jié)沧q箱
• 落砂清理：適配自動(dòng)化落砂、澆冒口切割產(chǎn)線

三、球墨鑄鐵軸承座核心鑄造工序（QT500-7/QT600-3）

1. 熔煉與爐前處理

• 熔煉設(shè)備：中頻感應(yīng)電爐（優(yōu)先 1-10t），嚴(yán)禁使用未脫硫的簡(jiǎn)易沖天爐直接熔煉
• 爐料配比要求
  • 低磷低硫球鐵生鐵：35%-50%（P≤0.05%，S≤0.03%）
  • 潔凈碳素廢鋼：25%-40%，無(wú)油污、無(wú)鍍層、無(wú)反球化元素雜質(zhì)
  • 合格回爐料：20%-30%，僅使用同牌號(hào)無(wú)缺陷鑄件回爐料
• 鐵水溫度控制
  • 出爐溫度：1450-1480℃
  • 澆注溫度：1370-1410℃，軸承座厚大部位取下限，薄壁部位取上限，避免澆不足或局部過(guò)熱
• 脫硫處理：原鐵水 S＞0.03% 時(shí)，采用爐外噴粉或轉(zhuǎn)包脫硫，最終 S≤0.02%，為球化處理奠定基礎(chǔ)

2. 球化與孕育處理（球鐵軸承座核心工序）

• 球化處理
  • 球化劑：稀土鎂硅鐵合金（Mg8-10%，RE2-4%）
  • 加入量：1.3%-1.7%，根據(jù)原鐵水硫含量微調(diào)，硫高則加量上浮
  • 操作：堤壩式轉(zhuǎn)包，球化劑壓實(shí)覆蓋，先沖 2/3 鐵水，反應(yīng)平穩(wěn)后再?zèng)_剩余鐵水，反應(yīng)時(shí)間控制 8-15s
• 孕育處理
  • 孕育劑：Si75 長(zhǎng)效孕育劑，QT600-3 可搭配鋇系孕育劑增強(qiáng)效果
  • 工藝：轉(zhuǎn)包內(nèi)一次孕育 + 澆注瞬時(shí)隨流孕育，總加入量 0.4%-0.6%
  • 時(shí)效控制：球化孕育完成后，15 分鐘內(nèi)必須完成澆注，防止孕育衰退、球化不良

3. 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)（軸承座專(zhuān)屬，防缺陷關(guān)鍵）

• 優(yōu)選形式：底注式 + 階梯式復(fù)合澆注系統(tǒng)，避免鐵水紊流、卷渣、氧化
• 澆道設(shè)計(jì)要點(diǎn)
  • 直澆道：設(shè)置澆口杯與緩沖段，防止雜物進(jìn)入
  • 橫澆道：加長(zhǎng)并設(shè)置集渣包，內(nèi)置陶瓷過(guò)濾網(wǎng)，有效過(guò)濾鐵水熔渣
  • 內(nèi)澆道：開(kāi)設(shè)在軸承座底板、法蘭等厚大部位，分散進(jìn)流，避免局部過(guò)熱沖砂
• 澆口比參考：直：橫: 內(nèi) = 1:2.5:2，確保充型平穩(wěn)，無(wú)飛濺、無(wú)卷氣

4. 冒口與冷鐵工藝（解決縮松核心）

• 冒口工藝
  • 類(lèi)型：保溫冒口、發(fā)熱冒口，補(bǔ)縮效率可達(dá)普通冒口的 2-3 倍
  • 布置：直接設(shè)置在軸承孔熱節(jié)正上方，冒口頸尺寸適配熱節(jié)大小，保證補(bǔ)縮通道暢通
• 冷鐵工藝
  • 應(yīng)用：軸承孔內(nèi)側(cè)、厚大支撐臺(tái)底部放置外冷鐵，加快局部凝固，消除熱節(jié)
  • 要求：冷鐵表面除銹、刷耐火涂料，避免與鑄件熔接，冷鐵厚度為對(duì)應(yīng)鑄件壁厚的 1/2-2/3
• 工藝目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)從薄壁到厚壁的順序凝固，徹底消除關(guān)鍵部位縮松縮孔

5. 制芯、合型與澆注

• 制芯：軸承座內(nèi)腔、定位孔采用整體砂芯，加大芯頭定位面積，防止偏芯、浮芯，砂芯表面涂刷耐高溫涂料，防止粘砂
• 合型：合型前徹底清理型腔浮砂、雜物，分型面涂抹密封泥條，合型后用壓鐵或螺栓鎖緊，防止跑火、漲箱
• 澆注：勻速澆注，充滿后適當(dāng)補(bǔ)澆，保證冒口充分補(bǔ)縮，澆注過(guò)程避免中斷，防止冷隔缺陷

6. 落砂、清理與熱處理

落砂

• 落砂時(shí)機(jī)：鑄件表面溫度降至 **300-400℃** 時(shí)進(jìn)行，避免應(yīng)力過(guò)大開(kāi)裂
• 落砂方式：振動(dòng)落砂，嚴(yán)禁暴力敲擊鑄件，防止薄壁部位、筋板產(chǎn)生裂紋

清理

• 澆冒口切割：采用等離子切割、機(jī)械切割，禁止敲斷，切割后打磨平滑，無(wú)割痕、裂紋
• 清砂：高壓空氣 + 機(jī)械清理，徹底清除型腔、螺栓孔殘留型砂
• 外觀修整：去除飛邊、毛刺、粘砂，保證鑄件外觀質(zhì)量

熱處理（軸承座必做工序）

• QT500-7 軸承座：去應(yīng)力退火
  • 升溫速度：≤80℃/h
  • 保溫溫度：550-580℃
  • 保溫時(shí)間：按鑄件壁厚，每 25mm 保溫 1h，總保溫 2-4h
  • 冷卻方式：隨爐冷卻至 200℃以下出爐空冷
• QT600-3 重載軸承座：正火 + 高溫回火
  • 正火：880-910℃，保溫 2-3h，空冷，提升珠光體比例，保證強(qiáng)度
  • 回火：580-620℃，保溫 3-4h，隨爐冷卻，消除應(yīng)力，穩(wěn)定組織性能

四、軸承座全流程質(zhì)量控制要點(diǎn)

1. 入廠原材料質(zhì)控（IQC）

• 生鐵、廢鋼、球化劑、孕育劑必須附帶材質(zhì)合格證明，每批次進(jìn)行成分抽檢
• 型砂、樹(shù)脂、固化劑、涂料等輔料，檢測(cè)性能指標(biāo)，符合工藝要求方可使用
• 杜絕使用含高反球化元素（Al、Ti、Pb、Sb 等）的廢料、鍍層廢料

2. 生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)控（IPQC）

• 爐前檢測(cè)：熱分析儀檢測(cè) C、Si 含量，三角試片判斷球化孕育效果，不合格鐵水嚴(yán)禁澆注
• 造型制芯：檢查砂型尺寸、緊實(shí)度、烘干程度，定位尺寸偏差≤0.5mm
• 合型核查：確認(rèn)砂芯位置、過(guò)濾網(wǎng)、冒口、冷鐵放置到位，分型面密封良好
• 澆注監(jiān)控：記錄澆注溫度、時(shí)間，確保在球化孕育有效期內(nèi)完成澆注

3. 成品關(guān)鍵檢驗(yàn)項(xiàng)目（軸承座專(zhuān)屬必檢）

五、軸承座常見(jiàn)鑄造缺陷及防控措施

六、軸承座鑄造工藝性設(shè)計(jì)優(yōu)化建議

1. 壁厚均勻化：盡量減小壁厚差，控制在 3:1 以內(nèi)，厚壁與薄壁間采用平滑圓角過(guò)渡
2. 熱節(jié)優(yōu)化：軸承支撐臺(tái)避免過(guò)度加厚，合理布置加強(qiáng)筋，筋厚為壁厚厚的 0.7-0.8 倍，避免筋板交匯形成超大熱節(jié)
3. 拔模斜度：外壁、砂芯部位設(shè)置 1.5°-3° 拔模斜度，方便起模，避免損壞型腔
4. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化：減少不必要的深腔、死角，方便制芯、清砂與澆注
5. 加工余量：根據(jù)鑄造工藝合理預(yù)留加工余量，樹(shù)脂砂工藝可適當(dāng)減小余量，降低加工成本與變形風(fēng)險(xiǎn)

七、總結(jié)

1. 材質(zhì)定性能：常規(guī)工況選 QT500-7，重載工況選 QT600-3，兼顧強(qiáng)度、韌性與加工需求
2. 工藝保質(zhì)量：采用樹(shù)脂砂或高壓粘土砂造型，配合底注式澆注、保溫冒口 + 冷鐵，解決縮松與尺寸問(wèn)題
3. 工序控細(xì)節(jié)：嚴(yán)控球化孕育、熔煉溫度、砂芯烘干，必做去應(yīng)力退火，防止變形與開(kāi)裂
4. 檢驗(yàn)守底線：關(guān)鍵部位 100% 探傷，嚴(yán)控材質(zhì)性能與尺寸精度，保證軸承座長(zhǎng)期可靠運(yùn)行
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