球铁电梯转子铸造工艺改进研究

李岗

【摘 要】电梯转子是电梯使用中的重要配件，保证电梯转子的质量对于电梯安全来说有着非常重要的意义。从目前的分析研究来看，电梯转子的铸造工艺对其质量有着重要的影响，所以分析铸造工艺存在的问题并对其进行改善十分必要。从现阶段的具体分析来看，球铁电梯转子原采用呋喃树脂砂进行生产，此种生产方式存在缩松和夹渣缺陷。对生产工艺的缺陷进行分析并在此基础上改进工艺，有效地解决了问题，提升了铸件成品率和生产的效率，实现了生产成本的降低。

【关键词】球铁电梯转子；铸造工艺；改进

【中图分类号】TG255 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2018）02-0072-02

转子在电梯的运行当中发挥着重要的作用，保证转子的质量对于电梯安全性的提升有着重要的意义。从目前的分析来看，转子铸件的安全性能要求比较高，所以在生产的过程中，要严格地执行标准，不允许存在任何缺陷。但是目前的生产工艺，其本身的完整性存在问题，所以铸件的缺陷也比较严重。为了改善铸件现状，分析其问题产生的原因并对其进行改进具有现实意义。

1 球铁电梯转子铸造工艺改进的必要性分析

电梯转子是电梯利用中的重要零部件，其应用效果会影响电梯的使用安全，所以对其铸造工艺做分析研究十分必要。从现阶段的具体分析来看，球铁电梯转子铸造工艺要进行优化主要是出于以下2个方面的需要。

1.1 质量化生产的需要

从现阶段的具体分析来看，電梯在使用过程的故障多发使得人们对电梯本身的运行质量有了更为密切的关注，在人们的普遍要求下，提升电梯自身配件的质量势在必行。电梯转子作为影响电梯安全性的重要零部件，其铸造工艺问题会导致转子品质的下降，这对于电梯质量的提升十分不利。所以，在高标准的零部件生产要求下，电梯转子的生产铸造工艺优化成为提升转子质量的重要途径。简而言之，球铁电梯转子铸造工艺改进是电梯本身质量提升的必然要求，是行业发展的必然进步。

1.2 成本控制的需要

从成本控制的角度来看，球铁电梯转子生产工艺的改进可以更有效地节约成本。简单来说，目前的球铁电梯转子在具体的生产中，因为工艺的影响，材料的消耗比较大，产品的质量也无法实现进一步的上升，所以从整体上来看，目前使用的工艺会造成生产成本的大量增加。这不仅不利于企业的发展，与绿色经济发展的主题也相悖，所以必须对生产工艺做改进。简而言之，在绿色经济发展的大背景下，出于生产资料消耗控制的生产成本的控制需要，进行球铁电梯转子铸造工艺改进十分的必要。

2 铸件结构及技术要求

从目前的具体分析来看，电梯的转子呈圆盘形的结构，其标准铸件的材料牌号是QT500-7，转子的净重是100 kg。对转子结构进行分析，其最大的轮廓尺寸是φ520 mm×255 mm，主要的壁厚标准是26 mm。对铸件的化学成分进行分析，其中的碳含量要求在3.6%～3.7%，硅含量要求在2.6%～2.7%，锰含量要求在0.35%～0.45%，磷的含量要求不大于0.06%，硫的含量要求不大于0.02%，镁的含量要求在0.03%～0.05%，铼的含量要求在0.01%～0.02%，铬的含量要求不大于0.1%。对转子的力学要求进行分析，其抗拉强度要在500 MPa以上，屈服度也要大于300 MPa，伸长率要大于7%，硬度要维持在170～230 HB。只有保持以上的标准，转子的安全性才能得到保障。此外，为了使得转子的性能更加突出，需要对其做退火热处理。

3 原生产工艺及存在的问题

从球铁电梯转子的具体生产来看，其铸件有固定的工艺，以下对其工艺进行具体分析和阐述。

3.1 原生产工艺

从转子的原工艺分析来看，其造型采用的是呋喃树脂砂，工艺采用的是顶注侧边浇冒口。整个生产过程的浇铸采用的是封闭式的浇铸系统，直浇道截面积的尺寸为φ45 mm，横浇道的截面尺寸为35/40 mm×40 mm。整个系统设有侧边浇冒口1个，出气冒口3个，横浇道保持上下连接的状态，放置75 mm×75 mm，方孔口径为2.0 mm的硅酸铝耐火纤维过滤网，孔轴由呋喃树脂砂芯形成。原工艺当中使用到的铁液化学成分如下：碳含量为3.75%～3.85%，硅含量为1.6%～1.7%，锰含量为0.35%～0.45%，磷的含量不大于0.06%，硫的含量不大于0.025%，铬的含量要求不大于0.1%。采用中BaSi高效孕育剂加倒包孕育，孕育的剂量维持在0.6%～0.7%。采用球化剂进行单铸试块的浇铸，在浇铸时温度要维持在1 350～1 380 ℃，浇铸的时间为20～30 s。

3.2 存在的问题

从原生产工艺的具体分析来看，采用顶注侧边浇冒口的工艺虽然能够保证铸件具有较好的补缩效果，工艺出品的效率也比较高，但是铸件轴孔下端热节处的冷却十分缓慢，对其进行加工后发现该热节很容易产生缩松缺陷。此外，采用纤维过滤网的效果也比较差，铸件夹渣的缺陷比较突出，尤其是铸件的上端，加工滚齿处夹渣的废品率比较高，严重时废品率能达到50%，严重地影响了材料的利用率，对生产成本的控制十分不利。采用呋喃树脂砂进行生产，不仅生产的效率比黏土砂低，整体生产的成本比较高，对于批量生产和客户需求的满足十分不利。

4 工艺优化及生产验证

从上述的分析来看，原生产工艺不仅会使得铸件发生比较显著的质量问题，还不利于生产企业经济效益的提升，所以在总结问题的基础上进行工艺的优化十分必要。以下便是工艺优化的具体分析。

4.1 优化方案

针对呋喃树脂砂生产的缺陷，采用KS70开式的自动湿黏土砂进行造型生产，砂箱的内廓采用上下型的方式，标准统一为700 mm×800 mm×220 mm。分型的面位置确定在铸件上沿下100 mm的地方，这样可以保证下箱能够有足够的吃砂量。整个工艺采用中注侧边浇冒口，轴孔芯由灰铸铁铁芯代替原来的树脂芯。原工艺中的过滤纤维效果较低，所以采用泡沫陶瓷过滤片进行浇铸，整个浇铸还是采用封闭浇铸系统。在浇铸中，直浇道使用φ40 mm的弹簧浇口杯，横浇道依然采用上下搭接的方式，在直浇道下进行φ90 mm×22 mm的泡沫陶瓷过滤片。在具体的浇铸中，设置一个侧边浇冒口，在浇口的对面设置一个出气溢流冒口，另外设置6个出气针，在轴孔上端进行2个出气针的设置，为了避免出现横浇道抽吸冒口铁液的现象，利用扁平浇道进行冒口连接。在球状电梯转子造型的时候，采用ZD0806J多触头镇压造型机。

4.2 生产验证

生产工艺进行改进后，为了判断改进工艺是否具有较好的效果，需要对其进行基本的验证。从验证的结果来看，采用自动造型线、侧边浇冒口及泡沫陶瓷过滤浇铸工艺，轴孔利用铁芯进行激冷，有效地消除了该部位存在的缩松现象和夹渣缺陷的问题。利用此种工艺，铸件的成品率和生产效率都有了明显的提升。从具体的数据分析来看，改进后的工艺其出品率达到了83%，铸件的合格率达到了98%，而且自动造型的速度是50型/h，按照每天8 h的工作时间计算，其可以生产转子400只，这实现了转子批量生产的需求。

4.3 综合效果分析

从上文的生产验证分析来看，在进行生产工艺优化之后取得了2个明显的效果：首先，生产的产品合格率得到有效的提升，这说明在生产的过程中材料的利用率获得了极大的提升，过去因为残次品较多导致的材料浪费情况得到了有效的控制。其次，生产工艺改进后，转子的批量生产得以实现，可以有效地降低转子生产的成本，换言之，转子的批量生产提升了生产的效率，提高了企业的效益。综合来讲，球铁电梯转子生产工艺的改进无论是对于企业的发展还是电梯行业的质量进步都有着重要的意义。

5 结语

球铁电梯转子的原生产工艺缺陷明显，不仅产品生产的效率较低，资源浪费情况也比较严重，分析原因对其进行改善后，生产效率明显提升，质量也有了显著的提高，这对于转子的质量化、安全性和经济性的提升帮助巨大。在绿色经济发展的大背景下，转子生产工艺的改进无疑是追求经济发展潮流的措施，而这种措施对于企业的进步来讲具有重要的帮助，所以需要坚持这一措施的实施。

参 考 文 献

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