起模斜度:為了使模樣便于從鑄型中取出,垂直于分型面的立壁上所加的斜度稱為起模斜度。鑄造圓角:為了防止鑄件在壁的連接和拐角處產(chǎn)生應(yīng)力和裂紋,防止鑄型的尖角損壞和產(chǎn)生砂眼,在設(shè)計(jì)鑄件時(shí),鑄件壁的連接和拐角部分應(yīng)設(shè)計(jì)成圓角。型芯頭:為了保證型芯在鑄型中的定位、固定和排氣,模樣和型芯都要設(shè)計(jì)出型芯頭。收縮余量:由于鑄件在澆注后的冷卻收縮,制作模樣時(shí)要加上這部分收縮尺寸。優(yōu)點(diǎn):粘土的資源豐富、價(jià)格便宜。使用過的粘土濕砂經(jīng)適當(dāng)?shù)纳疤幚砗?,絕大部分均可回收再用;制造鑄型的周期短、工效高;混好的型砂可使用的時(shí)間長(zhǎng);適應(yīng)性很廣。小件、大件,簡(jiǎn)單件、復(fù)雜件,單件、大批量都可采用;缺點(diǎn)及局限性:因?yàn)槊總€(gè)砂質(zhì)鑄型只能澆注一。鑄件在凝固和冷卻中,由于收縮受阻,各部位冷卻速度不同以及組織轉(zhuǎn)變引起 體積變化等原因,不可避免的會(huì)在鑄件內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。鑄件內(nèi)應(yīng)力會(huì)使鑄件在存放、后 序加工及使用中產(chǎn)生裂紋或變形,鑄件的尺寸精度和使用性能,甚至使鑄件報(bào)廢。鑄件的內(nèi)腔既可用金屬芯、也可用砂芯。金屬型的結(jié)構(gòu)有多種,如水平分型、重直分型及復(fù)合分型。其中垂直分型便于開設(shè)內(nèi)澆口和取出鑄件;水平分型多用來生產(chǎn)薄壁輪狀鑄件;復(fù)合分型的上半型是由垂直分型的兩半型采用鉸鏈連結(jié)而成,下半型為固定不動(dòng)的水平底板,主要應(yīng)用于較復(fù)雜鑄件的鑄造。金屬型鑄造型的工藝特點(diǎn):金屬型的導(dǎo)熱速度快和無退讓性,使鑄件易產(chǎn)生澆不足、冷隔、裂紋及白口等缺陷。此外,金屬型反復(fù)經(jīng)受金屬液的沖刷,會(huì)使用壽命,為此應(yīng)采用以下工藝措施。預(yù)熱金屬型:澆注前預(yù)熱金屬型,可減緩鑄型的冷卻能力,有利于金屬液的充型及鑄鐵的石墨化。生產(chǎn)鑄鐵件,金屬型預(yù)熱至250~350℃;生產(chǎn)有色金屬件預(yù)熱至100~250。因此,對(duì)于有較大鑄造殘留應(yīng)力的鑄件,尤其是形狀復(fù)雜的大型鑄件,應(yīng)在機(jī)械加工 前進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力處理。鑄件在焊補(bǔ)時(shí)也會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,因此,焊補(bǔ)后的鑄件也應(yīng)進(jìn)行 內(nèi)應(yīng)力處理。直澆道中鐵水的水平面與鑄件的鐵水水平面相平,邊部略呈圓形。產(chǎn)生原因:澆包中鐵水量不夠;澆道狹小,澆注速度又過快,當(dāng)鐵水從澆口杯外溢時(shí),操作者誤認(rèn)為鑄型已經(jīng)充滿,停澆過早。防止:正確估計(jì)澆包中的鐵水量;對(duì)澆道狹小的鑄型,適當(dāng)放慢澆注速度,保證鑄型充滿。3.損傷鑄件損傷斷缺。產(chǎn)生原因:鑄件落砂過于,或在搬運(yùn)中鑄件受到?jīng)_撞而損壞;滾筒清理時(shí),鑄件裝料不當(dāng),鑄件的薄弱部分在翻滾時(shí)被碰斷;冒口、冒口頸截面尺寸過大;冒口頸沒有做出敲斷面(凹槽)?;蚯贸凉裁翱诘牟徽_,使鑄件本體損傷缺肉。防止:鑄件在落砂清理和搬運(yùn)時(shí),注意避免各種形式的沖撞、振擊,避免不合理的丟放;滾筒清理時(shí)嚴(yán)格按工藝規(guī)程和要求進(jìn)行操。
甘肅ZG35Cr24Ni7Si2NRe鑄鋼件鍋爐用肋板常采用的鑄件內(nèi)應(yīng)力處理是自然時(shí)效和人工時(shí)效。自然時(shí)效是將鑄件 平穩(wěn)地放置在空地上,一般放置6-18個(gè)月,好經(jīng)過夏季和冬季。大型鑄鐵件,如床 身,機(jī)架等一般采用這種時(shí)效為使樹脂砂,尤其呋喃樹脂砂避免或熱裂,可采取以下幾個(gè)方面的措施:合金方面(1)控制鑄件的含硫量。宜在0.03%以下,并且避免鑄件中出現(xiàn)Ⅱ型硫化物,(鑄鋼件中的硫化物呈三種形態(tài),即Ⅰ型,Ⅱ型和Ⅲ型,其中Ⅱ型的硫化物沿晶界分布,呈斷續(xù)狀,容易引起鑄件熱裂,)通過錳硫比來改變硫的分布型態(tài),(2)對(duì)于碳鋼件。應(yīng)使S+P≤0.07%,因?yàn)榱蚺c磷的疊加作用,使熱裂傾向性,(3)用A1脫氧時(shí),應(yīng)將鋁的殘留量A1殘留控制≤0.1%,過高的A1殘量,有利于形成A12S3,甚至可能形成A1N,使鋼的斷口呈現(xiàn)[巖石狀"。大大鑄鋼件的抗熱裂能力,(4)使鋼的晶粒能細(xì)化,如在鋼液中加入稀土和硅鈣,因?yàn)樵诓僮饕?guī)程中已經(jīng)對(duì)那些基本的操作做出了詳細(xì)的規(guī)定及實(shí)施方。。自然時(shí)效鑄件尺寸的效果比人工時(shí)效好,但周 期長(zhǎng),因此中小鑄件、甚至大鑄件通常都采用人工時(shí)效來內(nèi)應(yīng)力。人工時(shí)效通 常指對(duì)鑄件進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力回火,即將鑄件加熱到塑性變形溫度范圍保持一段時(shí)間,使 鑄件各部位溫度均勻化,從而釋放鑄件內(nèi)應(yīng)力,使鑄件尺寸趨于,然后使鑄件在爐內(nèi) 冷卻到彈性變形溫度范圍后出爐空冷。此外,振動(dòng)時(shí)效作為一種鑄件內(nèi)應(yīng)力的 新工藝,由于其能耗和處理成本較低,且在內(nèi)應(yīng)力及保證鑄件尺寸性方面效果 顯著,也越來越受到。同于結(jié)構(gòu)特征或拔模斜度小,起模時(shí)將砂型帶壞或震裂;緊實(shí)度不勻,鑄型局部強(qiáng)度不足;合箱、搬運(yùn)鑄型時(shí),不小心使鑄型局部砂塊掉落。防止:模樣拔模斜度要、表面光潔;鑄型緊實(shí)度高且均勻;合箱、搬運(yùn)中,操作小心。9.錯(cuò)型(錯(cuò)箱)鑄件的一部分與另一部分在分型面的接縫處錯(cuò)開,發(fā)生相對(duì)位移,使鑄件外形與圖紙不相符合。產(chǎn)生原因:模樣制作不良,上下模沒有對(duì)準(zhǔn)或模樣變形;砂箱或模板定位不準(zhǔn)確,或定位銷松動(dòng);造型機(jī)上零件磨損,例如正壓板下襯板、反壓板軸承的磨損等;澆注時(shí)用的套箱變形,搬運(yùn)、圍箱時(shí)不注意,使上下鑄型發(fā)生位移。防止:加強(qiáng)模板的檢查和修理;經(jīng)常檢查砂箱、模板的定位銷及銷孔、并合理地安裝;檢查造型機(jī)的有關(guān)零。
有各自的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì),其生產(chǎn)優(yōu)缺點(diǎn)比較見表在我國(guó),水玻璃砂工藝是生產(chǎn)鑄鋼件的主要型砂工藝種類,水玻璃砂具有明顯的優(yōu)勢(shì),故可適用于各種不同鑄型(如金屬型,砂型等),鑄造各種合金及各種大小的鑄件,采用底注式充型。金屬液充型平穩(wěn),無現(xiàn)象,可避免卷入氣體及對(duì)型壁和型芯的沖刷,了鑄件的合格率,鑄件在壓力下結(jié)晶,鑄件組織致密,輪廓清晰,表面光潔,力學(xué)性能較高,對(duì)于大薄壁件的鑄造尤為有利,省去補(bǔ)縮冒口,金屬利用率到90-98%,勞動(dòng)強(qiáng)度低。勞動(dòng)條件好,設(shè)備簡(jiǎn)易,易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化,應(yīng)用:以產(chǎn)品為主(氣缸頭,輪轂,氣缸架等),(5)離心鑄造(centrifugalcasting)離心鑄造:是將金屬液澆入的鑄型。白口鑄鐵件內(nèi)應(yīng)力退火合金元素含量高的高合金白口鑄鐵,尤其是高硅鑄鐵和高鉻鑄鐵,由于熱導(dǎo)率低和 線收縮率大,鑄件在凝固冷卻后有較大的殘留應(yīng)力,如不及時(shí)退火予以,極易在放 置、運(yùn)輸、加工和使用中自行開裂,所以必須進(jìn)行人工時(shí)效。采用對(duì)甲苯磺酸作催化劑會(huì)增硫,從而加大熱裂傾向性,高溫金屬凝固時(shí)產(chǎn)生的收縮受到砂芯(型)較大的阻力。使鑄件產(chǎn)生應(yīng)力和變形,而合金表面增硫,又了抗熱裂的能力,當(dāng)應(yīng)力或變形超過合金在該溫度下的強(qiáng)度極限或變形能力時(shí),超聲波探傷根據(jù)CCS的相關(guān)要求,鑄鋼件超聲波檢測(cè)時(shí)依據(jù)的為IACSRec,69(優(yōu)先)。GB/T7233及ASTMA609,由于鑄鋼件晶粒,不易選擇太高的探測(cè),超聲波掃查應(yīng)采用1MHZ-4MHZ(通常2MHz)的,應(yīng)合理選擇適合的,在平行截面處,應(yīng)選擇直用于探測(cè)耦合情況和材料的衰減情況,在機(jī)加工表面。應(yīng)選用雙晶直做25mm深度范圍的近表面檢查,在機(jī)加工。
含硫量過高;澆注溫度過高;冒口頸過大、過短,造成局部過熱嚴(yán)重,或重口太小,補(bǔ)縮不好;鑄件在清理、運(yùn)輸中,受沖擊過大。防止:控制鐵水化學(xué)成分在規(guī)定的范圍內(nèi);澆注溫度;合理設(shè)計(jì)冒口;鑄件在清理、運(yùn)輸中避免沖擊。12.氣孔氣孔的孔壁光滑明亮,形狀有圓形、梨形和針狀,孔的尺寸有大有小,產(chǎn)生在鑄件表面或內(nèi)部。鑄件內(nèi)部的氣孔在敲碎后或機(jī)械加工時(shí)才能被發(fā)現(xiàn)。產(chǎn)生原因:小爐料、銹蝕嚴(yán)重或帶有油污,使鐵水含氣量太多、氧化嚴(yán)重;出鐵孔、出鐵槽、爐襯、澆包襯未洪干;澆注溫度較低,使氣體來不及上浮和逸出;爐料中含鋁量較高,易造成孔;砂型透氣性不好、型砂水分高、含煤粉或有機(jī)物較多,使?jié)沧r(shí)產(chǎn)生大量氣體且不易排。高合金白口鑄鐵的人工時(shí)效工藝,一般是以20-100℃/h 的加熱速度使鑄件升溫到800-900℃,保溫一段時(shí)間后以20-50℃ 的冷卻速度隨爐冷卻到100-150℃以下出爐。形狀復(fù)雜和導(dǎo)熱性極差的鑄件,加熱速度和冷卻速度取下限;一般鑄件的加熱 速度和冷卻速度取上限。保溫時(shí)間t=δ/25(h),式中δ為鑄件厚度(mm)。
以下是實(shí)際生產(chǎn)中采用的高硅耐酸鑄鐵件和高鉻鑄鐵件的人工時(shí)效規(guī)范。鑄件在金屬型內(nèi)收縮量愈大,取出采用困難,而且鑄件易產(chǎn)生大的內(nèi)應(yīng)力和裂紋。通常鑄鐵件的出型溫度700~950℃,開型時(shí)間為澆注后10~60秒。優(yōu)點(diǎn):與砂型鑄造相比,金屬型鑄造有如下優(yōu)點(diǎn):復(fù)用性好,可“一型多鑄”,節(jié)省了造型材料和造型工時(shí)。由于金屬型對(duì)鑄件的冷卻能力強(qiáng),使鑄件的組織致密、機(jī)械性能高。鑄件的尺寸精度高,公差等級(jí)為IT12~I(xiàn)T14;表面粗糙度較低,Ra為6.3m。金屬型鑄造不用砂或用砂少,了勞動(dòng)條件。缺點(diǎn)及局限性:金屬型的制造成本高、周期長(zhǎng)、工藝要求嚴(yán)格,不適用于單件小批量鑄件的生產(chǎn),主要適用于有色合金鑄件的大批量生產(chǎn),如飛機(jī)、汽車、內(nèi)燃機(jī)、摩托車等用的鋁、汽缸體、汽缸蓋、油泵殼體及銅合金的軸瓦、軸套。
(8)鑄造(squeezingcasting)鑄造:是使液態(tài)或半固態(tài)金屬在高壓下凝固。流動(dòng)成形,直接制件或毛坯的,它具有液態(tài)金屬利用率高,工序簡(jiǎn)化和等優(yōu)點(diǎn),是一種節(jié)能型的,具有潛在應(yīng)用前景的金屬成形技術(shù),直接鑄造:噴涂料,澆合金,合模,加壓,保壓,泄壓,分模,毛坯脫模。復(fù)位,間接鑄造:噴涂料,合模,給料,充型,加壓,保壓,泄壓,分模,毛坯脫模,復(fù)位,可內(nèi)部的氣孔,縮孔和縮松等缺陷,表面粗糙度低,尺寸精度高,可防止鑄造裂紋的產(chǎn)生,便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化,自動(dòng)化,應(yīng)用:可用于生產(chǎn)各種類型的合金。如鋁合金,鋅合金,銅合金,球墨鑄鐵等(9)消失模鑄造(Lostfoamcasting)消失模鑄造(又稱實(shí)型鑄造):是將與鑄件尺寸形狀相似的石蠟或泡沫模型粘結(jié)組合成模型。高硅鑄鐵件(ω(C)=0.3%-0.8% , ω(Si)=14.5%、ω(Mn)=0.3%-0.8%、ω(S)≤0.07%、ω(P)≤0.1%)。簡(jiǎn)單的中、小鑄件以100℃/h 的加熱速度升溫至 850℃-900℃,保溫1-2h后以30-50℃/h 的冷卻速度隨爐冷卻;形狀較復(fù)雜的鑄件,應(yīng)在凝固后冷卻至700℃左右時(shí)即出型送入已預(yù)熱到該溫度的退火爐中,然后升溫至780-850℃,保溫2-4h后以30-50℃/h 的冷卻速度隨爐冷卻。這也給掛舵臂鑄鋼件制造中的控制,缺陷檢測(cè)和修復(fù)提出了更高的要求,◆大型鑄鋼件工藝及常見缺陷分析進(jìn)行掛舵臂鑄鋼件產(chǎn)品檢驗(yàn)時(shí)。無砂芯,了加工時(shí)間,無分型面,設(shè)計(jì)靈活,度高,清潔生產(chǎn),無污染,和生產(chǎn)成本,應(yīng)用:適合成產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的各種大小較精密鑄件,合金種類不限,生產(chǎn)批量不限,如灰鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)箱體,高錳鋼彎管等,(10)連續(xù)鑄造(continualcasting)連續(xù)鑄造:是一種先進(jìn)的鑄造。其原理是將熔融的金屬,不斷澆入一種叫做結(jié)晶器的特殊金屬型中,凝固(結(jié)殼)了的鑄件,連續(xù)不斷地從結(jié)晶器的另一端拉出,它可任意長(zhǎng)或特定的長(zhǎng)度的鑄件,由于金屬被迅速冷卻,結(jié)晶致密,組織均勻,機(jī)械性能,節(jié)約金。
內(nèi)外圓錐面,端面,溝槽,螺紋和回轉(zhuǎn)成形面等,所用主要是車刀,銑削加工銑削是將毛坯固定,用高速的銑刀在毛坯上走刀。切出需要的形狀和特,鑄造工藝流程見圖2,32.5萬噸礦砂船掛舵臂使用地坑組芯造型,鑄造工藝設(shè)計(jì)為平澆,見圖3,鑄件實(shí)體處于平躺狀態(tài),選擇高度方向的對(duì)稱中分面為鑄件分型面,分為上,下型澆注,內(nèi)腔采用整體芯子。芯盒采用鋼骨架結(jié)構(gòu),圖2掛舵臂鑄造工藝流程圖圖3掛舵臂澆注示意圖從生產(chǎn)工藝來看,掛舵臂鑄鋼件的生產(chǎn)工序較多,鋼水的,砂型的性能,造型緊實(shí)度控制,合箱時(shí)型腔控制,澆注溫度和速度,開箱溫度,熱處理控制等各個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)影響終的產(chǎn)品。掛舵臂形狀復(fù)雜,主體為薄壁長(zhǎng)筒結(jié)構(gòu),兩端分別連接厚大的下舵承和下舵鈕結(jié)。高鉻鑄鐵件(ω(C)=0.5%-1.0% , ω(Si)=0.5%-1.3%、ω(Mn)=0.5%-0.8%、ω(Cr)=26%-30%、ω(S)≤0.08%、ω(P)≤0.1%)或ω(C)=1.5%-2.2% , ω(Si)=1.3%-1.7%、ω(Mn)=0.5%-0.8%、ω(Cr)=32%-36%、ω(S)≤0.1%、ω(P)≤0.1%),將鑄件加熱至820-850℃鑄件溫度在500℃ 以下時(shí)加熱速度為20℃/h,鑄件溫度在500℃以上時(shí)加熱速度為50℃/h保溫,保溫時(shí)間 保溫時(shí)間t=δ/25(h),式中δ為鑄件厚度(mm),然后以25-40℃/h的冷卻速度隨爐冷卻至100-150℃出爐空冷。常用的鑄造砂是硅質(zhì)砂,硅砂的高溫性能不能使用要求時(shí)則使用鋯英砂、鉻鐵礦砂、剛玉砂等特種砂。應(yīng)用廣的型砂粘結(jié)劑是粘土,也可采用各種干性油或半干性油、水溶性硅酸鹽或鹽和各種合成樹脂作型砂粘結(jié)劑。砂型鑄造中所用的外砂型按型砂所用的粘結(jié)劑及其建立強(qiáng)度的不同分為粘土濕砂型、粘土干砂型和化學(xué)硬化砂型3種。砂型鑄造用的是和簡(jiǎn)單類型的鑄件已延用幾個(gè)世紀(jì).砂型鑄造是用來制造大型部件,如灰鑄鐵,球墨鑄鐵,不銹鋼和其它類型鋼材等工序的砂型鑄造。其中主要步驟包括繪畫,模具,制芯,造型,熔化及澆注,清潔等。工藝參數(shù)的選擇加工余量:所謂加工余量,就是鑄件上需要切削加工的表面,應(yīng)預(yù)先留出一定的加工余量,其大小取決于鑄造合金的種類、造型、鑄件大小及加工面在鑄型中的位置等諸多因。
甘肅ZG35Cr24Ni7Si2NRe鑄鋼件鍋爐用肋板 故可適用于各種不同鑄型(如金屬型、砂型等),鑄造各種合金及各種大小的鑄件;采用底注式充型,金屬液充型平穩(wěn),無現(xiàn)象,可避免卷入氣體及對(duì)型壁和型芯的沖刷,鑄件的氣孔、夾渣等缺陷少,了鑄件的合格率;鑄件在壓力下結(jié)晶,鑄件組織致密、輪廓清晰、表面光潔,力學(xué)性能較高,對(duì)于大薄壁件的鑄造尤為有利;省去補(bǔ)縮冒口,金屬利用率到90%~98%;勞動(dòng)強(qiáng)度低,勞動(dòng)條件好,設(shè)備簡(jiǎn)易,易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。缺點(diǎn)及局限性:升液管壽命短,且在保溫中金屬液易氧化和產(chǎn)生夾渣。主要用來鑄造一些要求高的鋁合金和鎂合金鑄件,如氣缸體、缸蓋、曲軸箱和高速內(nèi)燃機(jī)的鋁等薄壁件。6.離心鑄造離心鑄造是將金屬液澆入的鑄型。球墨鑄鐵件內(nèi)應(yīng)力時(shí)效處理球墨鑄鐵彈性模量較高且對(duì)凝固冷卻速度非常,其鑄件內(nèi)應(yīng)力一般比灰鑄鐵件高1-2倍,與白口鑄鐵相近。因此,對(duì)形狀復(fù)雜、壁厚差較大的球墨鑄鐵件,即使無特殊 的熱處理要求,一般也應(yīng)進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力的低溫時(shí)效處理。球墨鑄鐵件的應(yīng)力傾向 比灰鑄鐵小,且與其基體組織有關(guān),其低溫時(shí)效回火的工藝要點(diǎn)是:將鑄件加熱到Ac1以 下溫度保溫一段時(shí)間后隨爐冷卻到彈性溫度范圍,于200-250℃出爐空冷。但目前 國(guó)內(nèi)鑄造廠家多采用鑄態(tài)球墨鑄鐵工藝生產(chǎn)球墨鑄鐵件,對(duì)這類球墨鑄鐵件一般不需要 進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力的低溫時(shí)效回火處理??墒∪バ托?、澆注和冒口;由于時(shí)金屬在所產(chǎn)生的離心力作用下,密度大的金屬被推往外壁,而密度小的氣體、熔渣向表面,形成自外向內(nèi)的定向凝固,因此補(bǔ)縮條件好,鑄件組織致密,力學(xué)性能好;便于澆注“雙金屬”軸套和軸瓦,如在鋼套內(nèi)鑲鑄一薄層銅襯套,可節(jié)省價(jià)格較貴的銅料;充型能力好;和澆注和冒口方面的消耗。缺點(diǎn)及局限性:鑄件內(nèi)表面粗糙,尺寸誤差大,品質(zhì)差;不適用于密度偏析大的合金(如鉛青銅)及鋁、鎂等合金。鑄造缺陷及其控制鑄件缺陷種類繁多,產(chǎn)生缺陷的原因也十分復(fù)雜。它不僅與鑄型工藝有關(guān),而且還與鑄造合金的性制、合金的熔煉、造型材料的性能等一系列因素有關(guān)。因此,分析鑄件缺陷產(chǎn)生的原因。