1 工艺选择
通常对单拐小曲轴，多采用煤粉砂造型，边暗冒口补缩，平浇平冷的工艺(图1)，以适应大批量生产。采用了冷硬树脂砂造型，无冒口铸造，平做立浇立冷工艺(图2)。
2 材质控制
曲轴材质按要求属高强度、较高韧性球墨铸铁，且应在铸态下获得。通常有两种方法可以达到：一是非合金化法，主要是通过控制铁水化学成份，合适的铸型，掌握好打箱时间来达到，二是合金化法，即在配料中加入少量合金化元素。我们采用在配料中加入少量紫铜，控制好铁水化学成份和打箱时间的方法。为保证冶金质量，采用中频电炉熔炼。铸件浇注后，夏季在砂型内约冷却6～9分钟，冬季约冷却11～15分钟，打箱出件。
图1 平浇平冷工艺
图2 立浇立冷工艺
从试制的几炉曲轴来看，无铸造缺陷，外观质量达到该公司的要求，其材质化学成份、机械性能和金相组织，如表1、表2。
表1 曲轴化学成分(%)
| 编号 | c | si | mn | s | p | re | mg | cu |
| 1 | 3.20 | 2.30 | 0.34 | 0.017 | 0.040 | 0.025 | 0.046 | 0.8 |
| 2 | 3.23 | 2.49 | 0.30 | 0.024 | 0.046 | 0.028 | 0.039 | 0.81 |
| 3 | 3.33 | 2.42 | 0.31 | 0.024 | 0.044 | 0.029 | 0.039 | 0.83 |
| 4 | 3.50 | 2.33 | 0.35 | 0.018 | 0.040 | 0.026 | 0.045 | 0.86 |
| 5 | 3.45 | 2.35 | 0.38 | 0.028 | 0.041 | 0.023 | 0.036 | 0.85 |
从表2可见，曲轴的材质也达到了要求。
3 分析讨论
(1)曲轴采用140/70目冷硬树脂砂造型，待建立一定强度后起模，铸型自然固化2～4小时，入炉低温烘烤，不但较快地达到终强度，提高生产率，而且大大降低了浇注时的发气量。由于树脂砂型刚性较高，有利于球铁曲轴的自补缩，并获得良好外观质量的铸件。
(2)从图1、图2可见，立浇立冷工艺的工艺出品率远远高于平浇平冷工艺，前者采用均衡凝固原则设计，后者采用传统的顺序凝固原则设计。对于球铁小曲轴，本设计可以获得无缩孔缺陷的致密铸件。
表2 曲轴机械性能及金相组织
| 编号 | 抗拉强度
δ′／mm | 延伸率
% | 硬度
hb | 石 墨 | 基 体 |
| 等级 | 大小 | p(%) | f(%) |
| 1 | 740.30 | 4.2 | 265 | 2～3级 | 5～6级 | ＞90 | ＜10 |
| 2 | 767.83 | 4.4 | 252 | 3级 | 5～6级 | 85 | 15 |
| 3 | 730.80 | 4.2 | 260 | 2～3级 | 5～6级 | 90 | 10 |
| 4 | 788.62 | 5 | 246 | 2～3级 | 6级 | 85 | 15 |
| 5 | 763.28 | 4.4 | 250 | 2～3级 | 5～6级 | 85 | 15 |
