起模斜度:为了使模样便于从铸型中取出,垂直于分型面的立壁上所加的斜度称为起模斜度。铸造圆角:为了防止铸件在壁的连接和拐角处产生应力和裂纹,防止铸型的尖角损坏和产生砂眼,在设计铸件时,铸件壁的连接和拐角部分应设计成圆角。型芯头:为了保证型芯在铸型中的定位、固定和排气,模样和型芯都要设计出型芯头。收缩余量:由于铸件在浇注后的冷却收缩,制作模样时要加上这部分收缩尺寸。优点:粘土的资源丰富、价格便宜。使用过的粘土湿砂经适当的砂处理后,绝大部分均可回收再用;制造铸型的周期短、工效高;混好的型砂可使用的时间长;适应性很广。小件、大件,简单件、复杂件,单件、大批量都可采用;缺点及局限性:因为每个砂质铸型只能浇注一。铸件在凝固和冷却中,由于收缩受阻,各部位冷却速度不同以及组织转变引起 体积变化等原因,不可避免的会在铸件内产生内应力。铸件内应力会使铸件在存放、后 序加工及使用中产生裂纹或变形,铸件的尺寸精度和使用性能,甚至使铸件报废。铸件的内腔既可用金属芯、也可用砂芯。金属型的结构有多种,如水平分型、重直分型及复合分型。其中垂直分型便于开设内浇口和取出铸件;水平分型多用来生产薄壁轮状铸件;复合分型的上半型是由垂直分型的两半型采用铰链连结而成,下半型为固定不动的水平底板,主要应用于较复杂铸件的铸造。金属型铸造型的工艺特点:金属型的导热速度快和无退让性,使铸件易产生浇不足、冷隔、裂纹及白口等缺陷。此外,金属型反复经受金属液的冲刷,会使用寿命,为此应采用以下工艺措施。预热金属型:浇注前预热金属型,可减缓铸型的冷却能力,有利于金属液的充型及铸铁的石墨化。生产铸铁件,金属型预热至250~350℃;生产有色金属件预热至100~250。因此,对于有较大铸造残留应力的铸件,尤其是形状复杂的大型铸件,应在机械加工 前进行内应力处理。铸件在焊补时也会产生内应力,因此,焊补后的铸件也应进行 内应力处理。直浇道中铁水的水平面与铸件的铁水水平面相平,边部略呈圆形。产生原因:浇包中铁水量不够;浇道狭小,浇注速度又过快,当铁水从浇口杯外溢时,操作者误认为铸型已经充满,停浇过早。防止:正确估计浇包中的铁水量;对浇道狭小的铸型,适当放慢浇注速度,保证铸型充满。3.损伤铸件损伤断缺。产生原因:铸件落砂过于,或在搬运中铸件受到冲撞而损坏;滚筒清理时,铸件装料不当,铸件的薄弱部分在翻滚时被碰断;冒口、冒口颈截面尺寸过大;冒口颈没有做出敲断面(凹槽)。或敲除浇冒口的不正确,使铸件本体损伤缺肉。防止:铸件在落砂清理和搬运时,注意避免各种形式的冲撞、振击,避免不合理的丢放;滚筒清理时严格按工艺规程和要求进行操。
甘肃ZG35Cr24Ni7Si2NRe铸钢件锅炉用肋板常采用的铸件内应力处理是自然时效和人工时效。自然时效是将铸件 平稳地放置在空地上,一般放置6-18个月,好经过夏季和冬季。大型铸铁件,如床 身,机架等一般采用这种时效为使树脂砂,尤其呋喃树脂砂避免或热裂,可采取以下几个方面的措施:合金方面(1)控制铸件的含硫量。宜在0.03%以下,并且避免铸件中出现Ⅱ型硫化物,(铸钢件中的硫化物呈三种形态,即Ⅰ型,Ⅱ型和Ⅲ型,其中Ⅱ型的硫化物沿晶界分布,呈断续状,容易引起铸件热裂,)通过锰硫比来改变硫的分布型态,(2)对于碳钢件。应使S+P≤0.07%,因为硫与磷的叠加作用,使热裂倾向性,(3)用A1脱氧时,应将铝的残留量A1残留控制≤0.1%,过高的A1残量,有利于形成A12S3,甚至可能形成A1N,使钢的断口呈现[岩石状"。大大铸钢件的抗热裂能力,(4)使钢的晶粒能细化,如在钢液中加入稀土和硅钙,因为在操作规程中已经对那些基本的操作做出了详细的规定及实施方。。自然时效铸件尺寸的效果比人工时效好,但周 期长,因此中小铸件、甚至大铸件通常都采用人工时效来内应力。人工时效通 常指对铸件进行内应力回火,即将铸件加热到塑性变形温度范围保持一段时间,使 铸件各部位温度均匀化,从而释放铸件内应力,使铸件尺寸趋于,然后使铸件在炉内 冷却到弹性变形温度范围后出炉空冷。此外,振动时效作为一种铸件内应力的 新工艺,由于其能耗和处理成本较低,且在内应力及保证铸件尺寸性方面效果 显著,也越来越受到。同于结构特征或拔模斜度小,起模时将砂型带坏或震裂;紧实度不匀,铸型局部强度不足;合箱、搬运铸型时,不小心使铸型局部砂块掉落。防止:模样拔模斜度要、表面光洁;铸型紧实度高且均匀;合箱、搬运中,操作小心。9.错型(错箱)铸件的一部分与另一部分在分型面的接缝处错开,发生相对位移,使铸件外形与图纸不相符合。产生原因:模样制作不良,上下模没有对准或模样变形;砂箱或模板定位不准确,或定位销松动;造型机上零件磨损,例如正压板下衬板、反压板轴承的磨损等;浇注时用的套箱变形,搬运、围箱时不注意,使上下铸型发生位移。防止:加强模板的检查和修理;经常检查砂箱、模板的定位销及销孔、并合理地安装;检查造型机的有关零。
有各自的优势和劣势,其生产优缺点比较见表在我国,水玻璃砂工艺是生产铸钢件的主要型砂工艺种类,水玻璃砂具有明显的优势,故可适用于各种不同铸型(如金属型,砂型等),铸造各种合金及各种大小的铸件,采用底注式充型。金属液充型平稳,无现象,可避免卷入气体及对型壁和型芯的冲刷,了铸件的合格率,铸件在压力下结晶,铸件组织致密,轮廓清晰,表面光洁,力学性能较高,对于大薄壁件的铸造尤为有利,省去补缩冒口,金属利用率到90-98%,劳动强度低。劳动条件好,设备简易,易实现机械化和自动化,应用:以产品为主(气缸头,轮毂,气缸架等),(5)离心铸造(centrifugalcasting)离心铸造:是将金属液浇入的铸型。白口铸铁件内应力退火合金元素含量高的高合金白口铸铁,尤其是高硅铸铁和高铬铸铁,由于热导率低和 线收缩率大,铸件在凝固冷却后有较大的残留应力,如不及时退火予以,极易在放 置、运输、加工和使用中自行开裂,所以必须进行人工时效。采用对甲苯磺酸作催化剂会增硫,从而加大热裂倾向性,高温金属凝固时产生的收缩受到砂芯(型)较大的阻力。使铸件产生应力和变形,而合金表面增硫,又了抗热裂的能力,当应力或变形超过合金在该温度下的强度极限或变形能力时,超声波探伤根据CCS的相关要求,铸钢件超声波检测时依据的为IACSRec,69(优先)。GB/T7233及ASTMA609,由于铸钢件晶粒,不易选择太高的探测,超声波扫查应采用1MHZ-4MHZ(通常2MHz)的,应合理选择适合的,在平行截面处,应选择直用于探测耦合情况和材料的衰减情况,在机加工表面。应选用双晶直做25mm深度范围的近表面检查,在机加工。
含硫量过高;浇注温度过高;冒口颈过大、过短,造成局部过热严重,或重口太小,补缩不好;铸件在清理、运输中,受冲击过大。防止:控制铁水化学成分在规定的范围内;浇注温度;合理设计冒口;铸件在清理、运输中避免冲击。12.气孔气孔的孔壁光滑明亮,形状有圆形、梨形和针状,孔的尺寸有大有小,产生在铸件表面或内部。铸件内部的气孔在敲碎后或机械加工时才能被发现。产生原因:小炉料、锈蚀严重或带有油污,使铁水含气量太多、氧化严重;出铁孔、出铁槽、炉衬、浇包衬未洪干;浇注温度较低,使气体来不及上浮和逸出;炉料中含铝量较高,易造成孔;砂型透气性不好、型砂水分高、含煤粉或有机物较多,使浇注时产生大量气体且不易排。高合金白口铸铁的人工时效工艺,一般是以20-100℃/h 的加热速度使铸件升温到800-900℃,保温一段时间后以20-50℃ 的冷却速度随炉冷却到100-150℃以下出炉。形状复杂和导热性极差的铸件,加热速度和冷却速度取下限;一般铸件的加热 速度和冷却速度取上限。保温时间t=δ/25(h),式中δ为铸件厚度(mm)。
以下是实际生产中采用的高硅耐酸铸铁件和高铬铸铁件的人工时效规范。铸件在金属型内收缩量愈大,取出采用困难,而且铸件易产生大的内应力和裂纹。通常铸铁件的出型温度700~950℃,开型时间为浇注后10~60秒。优点:与砂型铸造相比,金属型铸造有如下优点:复用性好,可“一型多铸”,节省了造型材料和造型工时。由于金属型对铸件的冷却能力强,使铸件的组织致密、机械性能高。铸件的尺寸精度高,公差等级为IT12~IT14;表面粗糙度较低,Ra为6.3m。金属型铸造不用砂或用砂少,了劳动条件。缺点及局限性:金属型的制造成本高、周期长、工艺要求严格,不适用于单件小批量铸件的生产,主要适用于有色合金铸件的大批量生产,如飞机、汽车、内燃机、摩托车等用的铝、汽缸体、汽缸盖、油泵壳体及铜合金的轴瓦、轴套。
(8)铸造(squeezingcasting)铸造:是使液态或半固态金属在高压下凝固。流动成形,直接制件或毛坯的,它具有液态金属利用率高,工序简化和等优点,是一种节能型的,具有潜在应用前景的金属成形技术,直接铸造:喷涂料,浇合金,合模,加压,保压,泄压,分模,毛坯脱模。复位,间接铸造:喷涂料,合模,给料,充型,加压,保压,泄压,分模,毛坯脱模,复位,可内部的气孔,缩孔和缩松等缺陷,表面粗糙度低,尺寸精度高,可防止铸造裂纹的产生,便于实现机械化,自动化,应用:可用于生产各种类型的合金。如铝合金,锌合金,铜合金,球墨铸铁等(9)消失模铸造(Lostfoamcasting)消失模铸造(又称实型铸造):是将与铸件尺寸形状相似的石蜡或泡沫模型粘结组合成模型。高硅铸铁件(ω(C)=0.3%-0.8% , ω(Si)=14.5%、ω(Mn)=0.3%-0.8%、ω(S)≤0.07%、ω(P)≤0.1%)。简单的中、小铸件以100℃/h 的加热速度升温至 850℃-900℃,保温1-2h后以30-50℃/h 的冷却速度随炉冷却;形状较复杂的铸件,应在凝固后冷却至700℃左右时即出型送入已预热到该温度的退火炉中,然后升温至780-850℃,保温2-4h后以30-50℃/h 的冷却速度随炉冷却。这也给挂舵臂铸钢件制造中的控制,缺陷检测和修复提出了更高的要求,◆大型铸钢件工艺及常见缺陷分析进行挂舵臂铸钢件产品检验时。无砂芯,了加工时间,无分型面,设计灵活,度高,清洁生产,无污染,和生产成本,应用:适合成产结构复杂的各种大小较精密铸件,合金种类不限,生产批量不限,如灰铸铁发动机箱体,高锰钢弯管等,(10)连续铸造(continualcasting)连续铸造:是一种先进的铸造。其原理是将熔融的金属,不断浇入一种叫做结晶器的特殊金属型中,凝固(结壳)了的铸件,连续不断地从结晶器的另一端拉出,它可任意长或特定的长度的铸件,由于金属被迅速冷却,结晶致密,组织均匀,机械性能,节约金。
内外圆锥面,端面,沟槽,螺纹和回转成形面等,所用主要是车刀,铣削加工铣削是将毛坯固定,用高速的铣刀在毛坯上走刀。切出需要的形状和特,铸造工艺流程见图2,32.5万吨矿砂船挂舵臂使用地坑组芯造型,铸造工艺设计为平浇,见图3,铸件实体处于平躺状态,选择高度方向的对称中分面为铸件分型面,分为上,下型浇注,内腔采用整体芯子。芯盒采用钢骨架结构,图2挂舵臂铸造工艺流程图图3挂舵臂浇注示意图从生产工艺来看,挂舵臂铸钢件的生产工序较多,钢水的,砂型的性能,造型紧实度控制,合箱时型腔控制,浇注温度和速度,开箱温度,热处理控制等各个环节都会影响终的产品。挂舵臂形状复杂,主体为薄壁长筒结构,两端分别连接厚大的下舵承和下舵钮结。高铬铸铁件(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%),将铸件加热至820-850℃铸件温度在500℃ 以下时加热速度为20℃/h,铸件温度在500℃以上时加热速度为50℃/h保温,保温时间 保温时间t=δ/25(h),式中δ为铸件厚度(mm),然后以25-40℃/h的冷却速度随炉冷却至100-150℃出炉空冷。常用的铸造砂是硅质砂,硅砂的高温性能不能使用要求时则使用锆英砂、铬铁矿砂、刚玉砂等特种砂。应用广的型砂粘结剂是粘土,也可采用各种干性油或半干性油、水溶性硅酸盐或盐和各种合成树脂作型砂粘结剂。砂型铸造中所用的外砂型按型砂所用的粘结剂及其建立强度的不同分为粘土湿砂型、粘土干砂型和化学硬化砂型3种。砂型铸造用的是和简单类型的铸件已延用几个世纪.砂型铸造是用来制造大型部件,如灰铸铁,球墨铸铁,不锈钢和其它类型钢材等工序的砂型铸造。其中主要步骤包括绘画,模具,制芯,造型,熔化及浇注,清洁等。工艺参数的选择加工余量:所谓加工余量,就是铸件上需要切削加工的表面,应预先留出一定的加工余量,其大小取决于铸造合金的种类、造型、铸件大小及加工面在铸型中的位置等诸多因。
甘肃ZG35Cr24Ni7Si2NRe铸钢件锅炉用肋板 故可适用于各种不同铸型(如金属型、砂型等),铸造各种合金及各种大小的铸件;采用底注式充型,金属液充型平稳,无现象,可避免卷入气体及对型壁和型芯的冲刷,铸件的气孔、夹渣等缺陷少,了铸件的合格率;铸件在压力下结晶,铸件组织致密、轮廓清晰、表面光洁,力学性能较高,对于大薄壁件的铸造尤为有利;省去补缩冒口,金属利用率到90%~98%;劳动强度低,劳动条件好,设备简易,易实现机械化和自动化。缺点及局限性:升液管寿命短,且在保温中金属液易氧化和产生夹渣。主要用来铸造一些要求高的铝合金和镁合金铸件,如气缸体、缸盖、曲轴箱和高速内燃机的铝等薄壁件。6.离心铸造离心铸造是将金属液浇入的铸型。球墨铸铁件内应力时效处理球墨铸铁弹性模量较高且对凝固冷却速度非常,其铸件内应力一般比灰铸铁件高1-2倍,与白口铸铁相近。因此,对形状复杂、壁厚差较大的球墨铸铁件,即使无特殊 的热处理要求,一般也应进行内应力的低温时效处理。球墨铸铁件的应力倾向 比灰铸铁小,且与其基体组织有关,其低温时效回火的工艺要点是:将铸件加热到Ac1以 下温度保温一段时间后随炉冷却到弹性温度范围,于200-250℃出炉空冷。但目前 国内铸造厂家多采用铸态球墨铸铁工艺生产球墨铸铁件,对这类球墨铸铁件一般不需要 进行内应力的低温时效回火处理。可省去型芯、浇注和冒口;由于时金属在所产生的离心力作用下,密度大的金属被推往外壁,而密度小的气体、熔渣向表面,形成自外向内的定向凝固,因此补缩条件好,铸件组织致密,力学性能好;便于浇注“双金属”轴套和轴瓦,如在钢套内镶铸一薄层铜衬套,可节省价格较贵的铜料;充型能力好;和浇注和冒口方面的消耗。缺点及局限性:铸件内表面粗糙,尺寸误差大,品质差;不适用于密度偏析大的合金(如铅青铜)及铝、镁等合金。铸造缺陷及其控制铸件缺陷种类繁多,产生缺陷的原因也十分复杂。它不仅与铸型工艺有关,而且还与铸造合金的性制、合金的熔炼、造型材料的性能等一系列因素有关。因此,分析铸件缺陷产生的原因。