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。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。由于薄壁长筒与下舵承和下舵钮部分壁厚相差悬殊,铸件在凝固收缩中两部分连接处容易产生热裂纹,由于挂舵臂主体薄壁长筒的结构特点。更容易判断出缺陷的性质,检测原始数据可数字化存储,易于追溯,具有一定的优势,但PAUT由于使用条件的,仅可用于轴孔表面这样的规则区域,而无A脉冲超声波检测技术那样可适用于铸钢件所有的复杂表面。使用具有一定的局限性,图11PAUT在挂舵臂无损探伤中的使用◆铸钢件缺陷的修补通过前文可以发现,缺陷的存在会大大铸钢件的疲劳强度,必须采用的手段对缺陷进行处理,本部分基于在32.5万吨挂舵臂铸钢件检验中遇到的缺陷修复实例进行分析。按照CCS材料与焊接规范的规定。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。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。
江西ZG40Ni35Cr25NbM铸钢件辐射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对黑色合金铸件,也只限于形状较简单的中、小铸件。5.低压铸造低压铸造是指使金属在较低压力(0.02~0.06MPa)作用下充填铸型,并在压力下结晶以形成铸件的。低压铸造工艺原理图:1—保温室2—坩埚3—升液管4—贮气罐5—铸型低压铸造的工作原理下图所示。把熔炼好的金属液倒入保温坩埚,装上密封盖,升液导管使金属液与铸型相通,锁紧铸型,地向坩埚炉内通入干燥的压缩空气,金属液受气体压力的作用,由下而上沿着升液管和浇注充满型腔,并在压力下结晶,铸件成型后撤去坩埚内的压力,升液管内的金属液降回到坩埚内金属液面。开启铸型,取出铸件。低压铸造示意图优点:浇注时金属液的上升速度和结晶压力可以调。。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。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。
本次32.5万吨矿砂船的大型挂舵臂铸钢件的修复严格按照CCS规范和批准的WPS要求进行。该挂舵臂在后续的使用中在该部位未出现问题,这种新的粉末冶金成形称为金属注射成形,车削加工是指车床加工是机械加工的一部份,车床加工主要用车刀对的工件进行车削加工,车床主要用于加工轴,套和其他具有回转表面的工件。是机械制造和修配工厂中使用广的一类机床加工,车削加工是在车床上利用工件相对于对工件进行切削加工的,车削加工的切削能主要由工件而不是提供,车削是基本,常见的切削加工,在生产中占有十分重要的地位。车削适于加工回转表面,大部分具有回转表面的工件都可以用车削加工,如内外圆柱面。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。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。
(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。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。
热裂纹多呈不规则曲线,裂缝内表面比较粗糙且呈氧化铁黑褐色无金属光泽。产生原因为钢水在凝固中内部应力造成,如开箱过早,铸件凝固收缩时受型砂的阻力等,冷裂纹线条细且直,裂缝内表面洁净且呈金属光泽或轻微氧化色,能砂芯热强度(如1000℃时树脂砂的抗压强度是水玻璃砂的5~10倍)。严重阻碍砂芯(型)退让,呋喃树脂中糠醇的含量越高(氮含量越低),铸件的热裂倾向越大,因为糠醇了树脂的热分解温度,了树脂的热分解速度,从而了砂型或砂芯的溃散性,使砂型或砂芯更加阻碍铸件收缩,造成铸件热裂倾向加重。由于铸钢凝固时液一固两相区的区间较宽,因此呋喃树脂砂铸钢时更易产生热裂缺陷,尤其是框架结构件,用呋喃树脂砂。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。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。
防止:炉料要妥善,表面要清洁;炉缸、前炉、出铁口、出铁槽、浇包必须烘干;浇注温度;不使用铝量过高的废钢;适当型砂的水分、控制煤粉加入量,扎通气孔等。13.缩松、疏松分散、的缩孔,带有树枝关结晶的称缩松,比缩松更的称疏松。常出现在热世部位。产生原因:铁水中碳、硅含量过低,收缩大;浇注速度太快、浇注温度过高,使得液态收缩大;浇注、冒口设计不当,无法实现顺序凝固;冒口太小,补缩不充分。防止:控制铁水的化学成分在规定范围内;浇注速度和浇注温度;改进浇冒口,利用顺序凝固;加大冒口体积,保证充分补缩。14.反白口铸件断口内部出现白口组织,边缘部分出现灰口。产生原因:碳、硅含量较高的铁。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。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。
江西ZG40Ni35Cr25NbM铸钢件辐射管 铸件后铸型即损坏,必须重新造型,所以砂型铸造的生产效率较低;铸型的刚度不高,铸件的尺寸精度较差;铸件易于产生冲砂、夹砂、气孔等缺陷。2.熔模铸造用蜡料做模样时,熔模铸造又称"失蜡铸造"。熔模铸造通常是指在易熔材料制成模样,在模样表面若干层耐火材料制成型壳,再将模样熔化型壳,从而无分型面的铸型,经高温焙烧后即可填砂浇注的铸造方案。由于模样广泛采用蜡质材料来制造,故常将熔模铸造称为“失蜡铸造”。可用熔模铸造法生产的合金种类有碳素钢、合金钢、耐热合金、不锈钢、精金、永磁合金、轴承合金、铜合金、铝合金、钛合金和球墨铸铁等。熔模铸造工艺优点:尺寸精度较高。一般可达CT4-6(砂型铸造为CT10~1。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。刷涂耐火涂料并烘干后,埋在干石英砂中振动造型。在负压下浇注,使模型气化,金属占据模型位置,凝固冷却后形成铸件的新型铸造,工艺流程:预发泡→发泡成型→浸涂料→烘干→造型→浇注→落砂→清理铸件精度,既可脱氧,脱硫,又可以细化晶粒,对NiCrMoV钢的测定表明:在相同的条件下。经稀土+硅钙处理的钢液,较之未处理的钢液,其抗裂能力高2倍以上,铸造工艺方面(1)在铸件的充填性的要求时,尽量钢液的浇注温度,对0.19%C的碳钢,在1550℃时浇注比在1600℃时浇注,其抗热裂能力几乎高一倍。(2)对于薄壁铸件,宜采用较高的浇注速度,如对某铸钢件,重量为125Kg,壁厚为15mm,浇注时间为14秒时不出现热裂,至40秒就观察到裂。