图6型芯撑未熔合产生的裂纹图7夹渣图8缩松夹渣的产生原因为铸件凝固中钢水中的非金属夹杂物上浮至铸件上表面所致,缩松是后凝固部分的残留金属由于温度梯度小而同时凝固。晶粒之间和枝晶之间形成的通道使外部金属很难通过,而无法给予补缩的结果,图9夹砂/砂眼图10气孔夹砂/砂眼:型腔未清理干净或者造型紧实度不够,浇注中钢水冲刷型腔所致,气孔:型腔/型芯产生的气体或钢水中的气体没有在铸件凝固前去所致。◆挂舵臂铸钢件的无损探伤挂舵臂铸钢件在使用中主要受到弯曲应力的作用,高应力区域主要出现在外表面和近表面区域,故产品表层区域的缺陷对其安全性能影响,也有其明显的缺点,与粘土砂相比,产生粉尘污染较。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。(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。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。要从具体情况出发,根据缺陷的特征、位置、采用的工艺和所用型砂等因素,进行综合分析,然后采取相应的技术措施,防止和缺陷。1.浇不到铸件局部有残缺、常出现在薄壁部位、离浇道远部位或铸件上部。残缺的边角圆滑光亮不粘砂。产生原因:浇注温度低、浇注速度太慢或断续浇注;横浇道、内浇道截面积小;铁水成分中碳、硅含量过低;型砂中水分、煤粉含量过多,发气量大,或含泥量太高,透气性不良;上砂型高度不够,铁水压力不足。防止:浇注温度、加快浇注速度,防止断续浇注;加大横浇道和内浇道的截面积;炉后配料,适当碳、硅含量;铸型中加强排气,型砂中的煤粉,有机物加入量;上砂箱高度。2.未浇满铸件上部残。
河北ZG4Cr28Ni48W5Si2铸钢件裂化管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生产效率,应用:用连续铸造法可以浇注钢。铜合金,铝合金,镁合金等断面形状不变的长铸件,压铸(压铸是一种压力铸造的简称)是一种金属铸造工艺,其特点是利用模具腔对融化的金属施加高压,模具通常是用强度更高的合金加工而成的,这个有些类似注塑成型。砂型铸造就是用砂子制造铸模,俗称翻砂,砂型铸造需要在砂子中放入成品零件模型或木制模型(模样),然后在模样填满砂子,开箱取出模样以后砂子形成铸模,为了在浇铸金属之前取出模型,铸模应做成两个或更多个部分;在铸模制作中。必须留出向铸模内浇铸金属的孔和排气孔,合成浇注,铸模浇注金属以后保持适当时间,一直到金属凝固,取出零件后,铸模被毁,因此必须为每个铸造件制作新。。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。工艺设计也是一个很重要的环节,内浇口位置的确定对钢水进入型腔是否平稳有着很大的影响,设置不当会造成钢水紊流容易把气体卷入造成内部的气孔,使其产生塑性变形以具有一定机械性能,一定形状和尺寸锻件的加工。锻压(锻造与冲压)的两大组成部分之一,通过锻造能金属在冶炼中产生的铸态疏松等缺陷,微观组织结构,同时由于保存了完整的金属流线,锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件,相关机械中负载高,工作条件严峻的重要零件。除形状较简单的可用轧制的板材,型材或焊接件外,多采用锻件,轧制又称压延,指的是将金属锭通过一对滚轮来为之赋形的,如果压延时,金属的温度超过其再结晶温度,那么这个被称为[热轧。
含氢量过高;炉料中带入的铬等白口形成元素过多;元素偏析严重;防止:控制化学成分、碳、硅含量不宜过高;炉衬、包衬要烘干;型砂水分不宜过高;加强炉料,带入白口化元素。图15坡口检查焊接前预热规范要求碳钢和碳锰钢铸钢件应根据其化学成分,缺陷的大小和位置进行预热,如果拟补焊的是重大缺陷,则在补焊前,铸钢件应进行细化晶粒处理,本次焊补属于重大缺陷焊补,焊补前对缺陷部位进行局部火焰预热4h后。在坡口附近70mm范围内测温,150-200℃开始焊接,焊材规格铸钢件缺陷的焊补应采用经认可的低氢型焊接材料,其焊缝的熔敷金属应具有不低于铸钢件母材规定的力学性能,在实际操作时,应按照焊接工艺评定WPS进行选。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。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。
可以帮助验船师在检验中关注产品易出现的问题,更好地把控产品,以32.5万吨矿砂船的挂舵臂铸钢件为例,其生产工序繁多,主要分为钢水冶炼和铸造两大步骤。钢水冶炼工艺主要有长流程工艺和短流程工艺,其中长流程工艺以铁矿石,焦炭等为原料,采用烧结炉,高炉和转炉等设备进行炼钢,短流程工艺以废钢为主要原料,利用电炉设备进行炼钢,目前,船级社(CCS)认可的国内各大型铸造企业钢水冶炼工艺以短流程工艺为主(电弧炉(EAF)+钢包精炼(LF)处理)。本文所列挂舵臂铸钢件的钢水也采用短流程工艺冶炼,工艺步骤如图1所示,图1挂舵臂冶炼工艺流程图铸造则为水玻璃砂型铸造,钢水温度高砂型受热大发气量会增大,钢水温度高吸气量会增。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。一定要注意其烘烤程度,严禁加入,因为水在变成气体的时候会1000多倍体积。这对于钢水的除气是一个非常大的麻烦,如果该环节没有处理得当铸造出合格的铸钢件很困难,因此在铸钢件生产中,应该严格按照要求来进行浇注环节各项操作,首先,在浇注前企业应该做足工作,以保证后续的浇注操作能够顺利进行。浇注前工作包括:a,清理浇注场地,保证浇注流程安全顺利完成,b,检查浇包的修理,烘干预况及运输与倾转机构的灵活性和可靠牲,c,了解浇注合金的种类,估算待浇注铸型的数量和所需金属液的重量,防止浇注中存在金属液不足。铸型数量不够的现象,为了合格的铸钢件,严格控制浇注温度,浇注速度,严格遵守浇注操作规程很关。
产生原因:紧实度不够或不匀;面砂强度不够、或型砂水分过高;液态金属压头过大、浇注速度太快。防止:铸型紧实度、避免局部过松;混砂工艺、控制水分,型砂强度;液态金属的压头、浇注速度。7.抬箱铸件在分型面处有大面积的披缝,使铸型外形尺寸发生变化。抬箱过大,造成跑火——铁水自分型面外溢,严重时造成浇不足缺陷。产生原因:砂箱未紧固、压铁不够或去除压铁过早;浇注过快,冲击力过大;模板翅曲。防止:压铁重量,特铁水凝固后再去除压铁;浇包位置,浇注速度;修正模板。8.掉砂铸件表面上出现的块状金属突起物,其外形与掉落的砂块很相似。在铸件其它部位,则往往出现砂眼或残缺。产生原因:模样上有深而小的凹。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。否则称为[冷轧"。压延是金属加工中常用的手段,压力铸造的实质是在高压作用下,使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸型(压铸模具)型,随着时间,两侧逐渐凝固会产生收缩应力,两侧的应力会在此缺陷位置集中,但由于铸件温度较高。并无较度,在应力拉扯情况下,容易开裂,再者,若此位置再有夹砂之类的缺陷,便有了裂纹源,在应力集中的情况下,更容易产生热裂纹,为了避免此位置再次出现裂纹,在后续的产品生产中在此位置割筋,割筋冷却速度较快。在一定的时间内便会具有较高的强度,可以有效由于应力过大产生裂纹的倾向,型腔清洁程度,裂纹源,在此改进措施下,该系列船后续产品在该位置未再次产生裂纹,控。
在离心力作用下填充铸型而凝固成形的一种铸造。几乎不存在浇注和冒口的金属消耗,工艺出品率,生产中空铸件时可不用型,要尽量避免使用那些从社会上回收的各种各样的零碎材料,因为那里面的杂质过于的复杂,容易给冶炼造成不必要的麻烦,冶炼时间。而冶炼又不是煮稀饭时间越长越好,随着时间的钢水中的各种成分含量在时刻发生着变化,像去年天津发生以后有许多小汽车报费了,说是送到炼钢厂去炼钢了,搞过冶炼的人一定知道这样的所为废钢是多么差的了,估计拿到这批废钢的单位干活的们要难过了。要把这样的东西炼成好钢难度一定不小,尽管现在大部分单位都是采用精炼,但是对于一些需要在冶炼后期才可以加入的合金材。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。或对树脂改性,使树脂具有热塑性。让呋喃树脂在高温时不结焦或少结焦,从而保证其有良好的高温容让性,(2)在呋喃树脂砂中加入附加物,使树脂砂具有热塑性,或者在收缩受阻严重处,加入木粉,泡沫珠粒,或者在铸型中相应部位放塑性好的退让块,其高温退让性。(3)采用固化剂,因为磺酸类固化剂容易引起铸件表面渗硫,在铸件表面引起微裂纹,成为龟裂源,(4)使用热系数较小的造型材料,如用铬铁矿砂等代替石英砂等,(5)减薄砂芯(型)的砂层厚度,如采用中空砂芯。例如:某类阀门铸件,仅仅通过减薄型芯砂层厚度,改变芯骨的连接,就了铸件的热裂缺陷,(6)在易产生裂纹的地方合理使用冷铁或找其它激冷措施,(7)采用能有效渗硫的涂。
河北ZG4Cr28Ni48W5Si2铸钢件裂化管 此项工艺认可是CCS对铸钢件生产企业进行工厂认可和对其进行生产的铸钢件开展检验工作的必要条件。焊补的应严格此缺陷修补认可工艺及CCS材料与焊接规范的要求,缺陷的发现和初步清理本实例缺陷位于挂舵臂大端轴孔处,经超声波(斜)测定:长度沿着轴线方向,长度约300mm,断面沿径线方向向内部扩展。深度约60mm,图12超声波探伤(斜)图13缺陷位置示意CCS规范要求铸钢件缺陷可采用打磨,机加工,或鈚凿加打磨,或气割或碳弧气刨加打磨的去除,重要铸件采用气割或碳弧气刨铲除缺陷时,可视铸件的化学成分。缺陷大小和性质,进行必要的预热,本次缺陷的采用了碳弧气刨加砂轮打磨的,电压25-35V。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。或加工量很小,所以既了金属利用率,又了大量的加工设备和工时;铸件价格便易;可以采用组合压铸以其他金属或非金属材料。既节省装配工时又节省金属。缺点及局限性:压铸时由于液态金属充填型腔速度高,流态不,故采用一般压铸法,铸件易产生气孔,不能进行热处理;对内凹复杂的铸件,压铸较为困难;高熔点合金(如铜,黑色金属),压铸型寿命较低;不宜小批量生产,其主要原因是压铸型制造成本高,压铸机生产效率高,小批量生产不经济。4.金属型铸造又称硬模铸造,它是将金属浇入金属铸型,以铸件的一种铸造。铸型是用金属制成,可以反复使用多次(几百次到几千次),又叫型铸造。金属型的结构一般的,金属型用铸铁和铸钢制。