为解决齿轮泵的困油现象,通常在球墨铸铁泵盖上开设对称的卸荷槽,或向低压侧方向开设不对称卸荷槽,吸液侧采用锥形卸荷槽,排液侧为矩形卸荷槽,卸荷槽的深度也比液压工业中所用的齿轮泵要深。
球墨铸铁泵盖放置在刹车泵或离合器泵的储液罐上端。球墨铸铁泵盖上有橡胶密封垫防止刹车液漏出,水分进入。球墨铸铁泵盖可能是塑料或金属制成。形状有圆的,方的或长方的,由螺纹,螺栓或线箍定位。
泵体由吸水室和压水室两大部分组成。在吸水室的进口和压水室的出口分别是水泵进口法兰和出口法兰,用以连接进水管和出水管。在进口法兰和出口法兰上经常设有小孔,分别用以安装真空表和压力表。吸水室一般是一段逐渐收缩的锥形短管或等径直管,其作用是将水流引入叶轮,并向叶轮提供所需要的流态。锥管内常有一隔板,用以避免水流在进入叶轮前产生预旋。压水室的作用是收集叶轮流出的液体,并将液流引向出口。压水室的外形很像蜗牛壳,俗称蜗壳,叶轮就包在蜗壳里。
泵体的顶部设有排气孔(灌水孔),用以抽真空或灌水。在壳体的底部设有一放水孔,平时用方头螺栓塞住,停机后用来放空泵体内积水,防止泵内零件锈蚀和冬季结冰冻坏泵体。泵体由铸铁或铸钢等材料制造,其内表面要求光滑,以减小水力损失。
球墨铸铁泵盖用螺栓和泵体相连,其中部有膛孔,构成填料箱(涵),箱中加塞填料,或采用机械密封等形式高压柱塞泵,以防空气或水从轴和球墨铸铁泵盖之间的缝隙进入或流出。
球墨铸铁原料组分选择以及汽车工业应用
一、球墨铸铁原料组分选择
和灰铸铁相比,球墨铸铁具有高强度、高伸长率、高冲击值的优点;和碳素钢及合金钢相比,球墨铸铁具有较好的铸造、加工性能。因此,球墨铸铁件在各领域得到广泛应用。近年来,很多场合需要使用低温下具有高强度、高冲击值的耐低温球墨铸铁件。随着风力发电装置的需求量不断增加,耐低温性能球铁的需求量也大幅度提高。与普通球墨铸件相比,耐低温球墨铸铁件的生产,在成分的选择和生产工艺上具有其独特的要求。
1、采用质量好的原材料
(1)采用高纯球生铁。Si低于0.8%,Mn低于0.2%,P、S均低于0.03%。其余微量元素(包括Ti、As、Cr、Cu、Sn、Al、Zn、Pb等)总和不大于0.03%。而且各项成分合格稳定。
(2)采用炭素结构钢的边角余料,配以适当的增碳手段,运用电炉熔炼。要求使用的材料种类单一,杂质含量低。材料表面无锈蚀,如果有条件,废钢在使用前要除锈、烘干,熔炼中不可以加入潮湿的废钢等材料,防止铁液中H、O等气体含量超标。加入的废钢要考虑微量元素和合金元素的含量,其优点在于:①易于获得合格成分铁液;②减少杂质元素的晶间偏析;③减少微量元素含量,干扰球化,防止生成碳化物;④提高塑性-韧性性能。
2、化学成分的选择
控制关键元素的含量。尤其是Si,Mn、P、S的含量,每一种都不能超标。
C含量一般控制在3.1%~3.5%。虽有出现缩松、裂纹倾向,但可以通过低温浇注、依靠凝固中的自膨胀以及良好的孕育给以解决。同时,较低的C含量可以减少与之匹配的球化剂的加入量(球状石墨的晶核存在较多的球化元素反应产物),从而降低产品中的RE含量,使产品的珠光体含量减少,脆性降低。
Si的含量一般控制在1.9%~2.5%。Si如果控制不当,将使塑性脆性转变温度显著提高,Si含量的控制是生产低温球铁的关键。超过2.5%时,Si的含量每增加0.1%,产品开始变脆温度提高10~15℃。如果主加原材料含Si量较低,在能够保证充分孕育情况下,适当降低Si的含量也是可行的。
P、S均属于杂质元素。它们以化合物的形式存在于晶界周围,使材料的强度值和冲击性能大为下降。S又与Mg发生化学反应,生成MgS熔点杂质。一方面使球化剂的加入量增加;另一方面,使球化效果减弱。实践证明,原铁液中二者的含量都控制在0.025%以下,产品的力学性能和球化效果均比较理想。
Mg和RE二者在产品中含量均不得超过0.03%,而且在保证良好的球化效果下越低越好。
二、球墨铸铁在汽车工业应用
球墨铸铁在汽车上,代表性产品主要是曲轴、凸轮轴、中后桥壳、各类支架、壳体等零件。目前,正向铸态高强度珠光体基体球墨铸铁(QT700-2、QT800-2)与铸态高韧性铁素体球墨铸铁(QT400-18、QT400-15)发展。主要通过优化熔炼工艺,严控原铁液中的ω(S)、ω(P)量和微量元素含量,选取适宜的球化剂、孕育剂、合金元素及加入方式,严格随流孕育工艺等措施获得。
一汽铸造有限公司具备各种牌号球墨铸件的生产技术,近几年,为满足载重车中后桥壳的需要,开发了铸态QT600-5工艺;为满足轿车曲轴需要,开发了铸态QT800-2工艺;为满足轿车转向节的需要,开发了铸态QT400-18、QT400-15工艺,并在生产中获得应用。
蠕墨铸铁在汽车的排气管、大马力发动机缸盖等汽车铸件上获得了广泛应用冈。采用蠕墨铸铁制造中、大马力发动机缸盖,一方面可以通过设计减轻缸盖质量,另一方面也可以提高缸盖的使用性能,提高发动机的功率。目前,蠕墨铸铁在大马力发动机缸体上的应用日益增多,可以减薄壁厚,取消加强筋,减重可达25%左右。在福特、奥迪等国外公司的大马力发动机缸体材料都已采用蠕墨铸铁制造。
蠕墨铸铁应用主要受其生产过程难于稳定控制的限制。SinterCast公司是瑞典一家专业从事蠕墨铸铁技术研究与生产设备制造的股份制公司,其产品(SinterCast蠕铁生产控制系统)在世界3个大洲(美、欧、亚)均得到应用,向世界10个大的汽车制造厂中的8家提供蠕墨铸铁生产技术支持,全球每月约有2万个缸体或缸盖产品采用蠕墨铸铁制造。SinterCast公司宣称全球有95%以上的蠕墨铸铁产品是由其公司提供的控制系统进行生产的。
随着发动机性能的提高,排气管等一些铸件的耐热性要求越来越高,高硅钥球铁、中硅钥蠕铁、高镍球铁相续出现。一汽集团合资的道依茨发动机已批量应用高硅铂球铁排气管,一汽大众的部分增压发动机上已批量应用高镍球铁排气管,在一汽部分自主品牌发动机中,这3类铸铁也已开始应用。
泊头市艺兴铸造厂(http://www.btyxzz.com)主要产品有搅拌机配件、灰铸铁件、减速机齿轮、机械加工、数控车床加工等业务。