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。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。在离心力作用下填充铸型而凝固成形的一种铸造。离心铸造的分类根据铸型轴线在空间的位置,常见的离心铸造可分为两种:离心铸造:铸型的轴线处于水平状态或与水平线夹角很小(<4°)时的离心铸造。立式离心铸造:铸型的轴线处于垂直状态时的离心铸造称为立式离心铸造。铸型轴与水平线和垂直线都夹有较大角度的离心铸造称为倾斜轴离心铸造,但应用很少。a)立式离心铸造b)立式离心浇注成形铸件c)离心铸造1,16—浇包2,14—铸型3,13—金属4—带轮和带5—轴6—铸件7—电动机8—浇注9—型腔10—型芯11—上型12—下型15—浇注槽17—端盖优点:用离心铸造生产空心体铸件。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。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。
福建ZG40Ni35Cr25NbM铸钢件大口径厚壁无缝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及时,磨损大的要更换;定期对套箱。脱箱后的铸型在搬运时要小心。在面浇注的砂型,应该做一排砂型围一排。10.灰口和麻点铸件断口呈灰黑色或出现黑色小点,中心部位较多,边部较少,金相观察可见到片状石墨。产生原因:铁水化学成分不合要求,碳、硅含量过高;炉前孕育的铋加入浇包内过早或过迟,或是铋量不足。防止:正确选择化学成分,合理配料,使铁水中碳、硅量在规定范围内;铋的加入量并严格炉前孕育工艺。11.裂纹(热裂、冷裂)铸件外部或内部有穿透或透的裂纹。热裂时带有暗色或黑色的氧化表面断口外形曲折。冷裂是较干净的脆性裂纹,断口较平,具有金属光泽或轻微的氧化色泽。产生原因:铁水中碳、硅含苞欲放量过。。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。刷涂料:为保护金属型和方便排气,通常在金属型表面喷刷耐火涂料层,以免金属型直接受金属液冲蚀和热作用。因为涂料层厚度可以改变铸件各部分的冷却速度,并有利于金属型中的气体。浇注不同的合金,应喷刷不同的涂料。如铸造铝合金件,应喷刷由氧化锌粉、滑石粉和水玻璃制成的涂料;对灰铸铁件则应采用由石墨粉、滑石粉、耐火粘土粉及桃胶和水组成的涂料。浇注:金属型的导热性强,因此采用金属铸型时,合金的浇注温度应比采用砂型高出20~30℃。一般的,铝合金为680℃~740℃;铸铁为1300℃~1370℃;锡青铜为1100~1150℃。薄壁件取上限,厚壁件取下限。铸铁件的壁厚不小于15mm,以防白口组织。开型:开型愈。
市场上的需求,国内制造业产能过剩的情况越发凸显出来,市场上仅有的一些订货除了价格竞争激烈到白刃,对于产品的要求也是更加严格,像铸钢件的气孔问题在过去不算什么大的问题,而现在却经常会造成产品报费的严重后果。改革开放三十多年来,上许多先进的技术要求也逐渐的走进了我们身边,从而压铸件力学性能和表面的先进压铸工艺,或压铸件内部的气孔,压铸件的机械性能和表面,镀覆性能;型腔的反压力。可使用较低的比压及铸造性能较差的合金,有可能用小机器压铸较大的铸件;了充填条件,可压铸较薄的铸件;模具密封结构复杂,制造及安装较困难,因而成本较高;真空压铸法如控制不当,效果就不是很显。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。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。
及时,磨损大的要更换;定期对套箱。脱箱后的铸型在搬运时要小心。在面浇注的砂型,应该做一排砂型围一排。10.灰口和麻点铸件断口呈灰黑色或出现黑色小点,中心部位较多,边部较少,金相观察可见到片状石墨。产生原因:铁水化学成分不合要求,碳、硅含量过高;炉前孕育的铋加入浇包内过早或过迟,或是铋量不足。防止:正确选择化学成分,合理配料,使铁水中碳、硅量在规定范围内;铋的加入量并严格炉前孕育工艺。11.裂纹(热裂、冷裂)铸件外部或内部有穿透或透的裂纹。热裂时带有暗色或黑色的氧化表面断口外形曲折。冷裂是较干净的脆性裂纹,断口较平,具有金属光泽或轻微的氧化色泽。产生原因:铁水中碳、硅含苞欲放量过。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。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。
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。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。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。
应目视检查整个铸钢件的表面。核查是否有缺陷存在,对于受到形状影响应力集中的重要部位,应采用磁粉探伤检查,对于后续仍需加工的部位,则应使用超声波的确认加工面无缺陷,挂舵臂铸钢件的表面目视检查和磁粉探伤挂舵臂铸钢件的表面检查包括目视检查和磁粉探伤。目视检查应覆盖整个产品的表面,在检查之前,产品表面应无氧化皮,油污,油漆,水垢等,磁粉探伤应GB9444或IACSRec,69(优先)的要求进行,磁粉检查的部位应按照的规定进行,应重点检查所有批准图纸指明的部位。填角和截面突变处,焊接坡口处宽度30mm的范围内,型芯撑处,用气割,火焰清理或碳弧气刨加工过的部位,焊补修复处,使用中有可能承受高应力部位及铸造工艺中设置外冷铁和铸筋的位置。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。是由设计者决定的,生产方无法改变,但是,对于园角的大小。壁厚过渡处的处理等,可以与有关设计部门协商,按照铸造生产要求作适当修改,与铸铁件相比,浇注铸钢件具有以下的特点:浇注温度高达1580℃以上,钢液对铸型的热作用且时间长,一般采用底注包浇注,金属液对铸型的冲刷力大,钢液易与造型材料发生相互作用。使铸件产生气孔,粘砂和夹砂等缺陷,因此,对铸钢件湿型砂的要求比铸铁件高,铸钢件湿型砂的含水量应严格控制,一般为4¥--5%,面砂的透气性应大于100,背砂的透气性应在200以上,湿压强度应大于55千帕。铸型的表面硬度应在80-90.手工造型时型砂的紧实率控制在50%--55%,砂型铸造是制造其零件。
福建ZG40Ni35Cr25NbM铸钢件大口径厚壁无缝管 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。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。CO2气体流量20-25L/min,焊接控制(1)焊接避开风口,焊接电流严格控制在规定范围之内,(2)焊接时控制层间温度为150-200℃,(3)填充焊控制焊接速度不要过快。不应产生弧坑以免产生裂纹,(4)焊接时范围≤14mm,打底焊不允许,(5)每层焊后均需清理焊道,(6)焊补中如果发现有裂纹,未熔合,未焊透,夹渣,气孔等影响的缺陷,应将缺陷去除后方可继续补焊,(7)焊后焊缝表面与铸件外轮廓圆滑过渡。