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鑄件在金屬型內收縮量愈大,取出采用困難,而且鑄件易產生大的內應力和裂紋。通常鑄鐵件的出型溫度700~950℃,開型時間為澆注后10~60秒。優點:與砂型鑄造相比,金屬型鑄造有如下優點:復用性好,可“一型多鑄”,節省了造型材料和造型工時。由于金屬型對鑄件的冷卻能力強,使鑄件的組織致密、機械性能高。鑄件的尺寸精度高,公差等級為IT12~IT14;表面粗糙度較低,Ra為6.3m。金屬型鑄造不用砂或用砂少,了勞動條件。缺點及局限性:金屬型的制造成本高、周期長、工藝要求嚴格,不適用于單件小批量鑄件的生產,主要適用于有色合金鑄件的大批量生產,如飛機、汽車、內燃機、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。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變引起 體積變化等原因,不可避免的會在鑄件內產生內應力。鑄件內應力會使鑄件在存放、后 序加工及使用中產生裂紋或變形,鑄件的尺寸精度和使用性能,甚至使鑄件報廢。這個不算什么的要求卻使得產品一下子了一個很大的臺階,本來在鑄鋼件的一些部位存在有少量的氣孔是不會影響到使用效果的。這種情況就好像我們常見的空心結構比實心結構強度不差一樣,但是我們不要想讓市場要求適應我們而是我們去適應市場要求,所以解決鑄鋼件的氣孔問題就成了我們現階段迫切需要的了,鑄鋼件生產是一個多工序共同努力才能完成的工作。影響產品的因素是多方面的,造成氣孔產生的原因也是多方面的,為了能夠讓人更好的理解氣孔的產生原因和,需要我們來從各個方面逐一進行分析和找出解決的辦法以爭取這類問題的產生,冶煉原材料的控制是一個很重要的環節。先說冶煉的原材料,應結合工藝梳理其制造難點和易出現的問。因此,對于有較大鑄造殘留應力的鑄件,尤其是形狀復雜的大型鑄件,應在機械加工 前進行內應力處理。鑄件在焊補時也會產生內應力,因此,焊補后的鑄件也應進行 內應力處理。故在生產長管形鑄件時可大幅度地金屬充型能力,鑄件致密度高,氣孔,夾渣等缺陷少,力學性能高,便于制造筒,套類復合金屬鑄件,用于生產異形鑄件時有一定的局限性,鑄件內孔直徑不準確,內孔表面比較粗糙,較差。加工余量大,鑄件易產生比重偏析,應用:離心鑄造早用于生產鑄管,在冶金,礦山,交通,排灌機械,,汽車等行業中均采用離心鑄造工藝,來生產鋼,鐵及非鐵碳合金鑄件,其中尤以離心鑄鐵管,內燃機缸套和軸套等鑄件的生產為普遍。(6)金屬型鑄造(gritycasting)金屬型鑄造:指液態金屬在重力作用下充填金屬鑄型并在型中冷卻凝固而鑄件的一種成型,優點:金屬型的熱導率和熱容量大,冷卻速。
貴州Cr28Ni48W5Co3鑄鋼件鎖風閥常采用的鑄件內應力處理是自然時效和人工時效。自然時效是將鑄件 平穩地放置在空地上,一般放置6-18個月,好經過夏季和冬季。大型鑄鐵件,如床 身,機架等一般采用這種時效及時,磨損大的要更換;定期對套箱。脫箱后的鑄型在搬運時要小心。在面澆注的砂型,應該做一排砂型圍一排。10.灰口和麻點鑄件斷口呈灰黑色或出現黑色小點,中心部位較多,邊部較少,金相觀察可見到片狀石墨。產生原因:鐵水化學成分不合要求,碳、硅含量過高;爐前孕育的鉍加入澆包內過早或過遲,或是鉍量不足。防止:正確選擇化學成分,合理配料,使鐵水中碳、硅量在規定范圍內;鉍的加入量并嚴格爐前孕育工藝。11.裂紋(熱裂、冷裂)鑄件外部或內部有穿透或透的裂紋。熱裂時帶有暗色或黑色的氧化表面斷口外形曲折。冷裂是較干凈的脆性裂紋,斷口較平,具有金屬光澤或輕微的氧化色澤。產生原因:鐵水中碳、硅含苞欲放量過。。自然時效鑄件尺寸的效果比人工時效好,但周 期長,因此中小鑄件、甚至大鑄件通常都采用人工時效來內應力。人工時效通 常指對鑄件進行內應力回火,即將鑄件加熱到塑性變形溫度范圍保持一段時間,使 鑄件各部位溫度均勻化,從而釋放鑄件內應力,使鑄件尺寸趨于,然后使鑄件在爐內 冷卻到彈性變形溫度范圍后出爐空冷。此外,振動時效作為一種鑄件內應力的 新工藝,由于其能耗和處理成本較低,且在內應力及保證鑄件尺寸性方面效果 顯著,也越來越受到。它是成形軋制(縱軋)的一種特殊形式,鍛造是一種利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力,并在壓力下成型和凝固而鑄件的,低壓鑄造在低壓氣體作用下使液態金屬充填鑄型并凝固成鑄件的鑄造,低壓鑄造初主要用于鋁合金鑄件的生產。以后進一步擴展用途,生產熔點高的銅鑄件,鐵鑄件和鋼鑄件,離心鑄造是將金屬注入高速的鑄型內,使金屬液在離心力的作用下充滿鑄型和形成鑄件的技術和,離心鑄造所用的鑄型,根據鑄件形狀,尺寸和生產批量不同。可選用非金屬型(如砂型,殼型或熔模殼型),金屬型或在金屬型內敷以涂料層或樹脂砂層的鑄型,消失模鑄造是把與鑄件尺寸形狀相似的石蠟或泡沫模型粘結組合成模型簇,刷涂耐火涂料并烘干后。
市場上的需求,國內制造業產能過剩的情況越發凸顯出來,市場上僅有的一些訂貨除了價格競爭激烈到白刃,對于產品的要求也是更加嚴格,像鑄鋼件的氣孔問題在過去不算什么大的問題,而現在卻經常會造成產品報費的嚴重后果。改革開放三十多年來,上許多先進的技術要求也逐漸的走進了我們身邊,從而壓鑄件力學性能和表面的先進壓鑄工藝,或壓鑄件內部的氣孔,壓鑄件的機械性能和表面,鍍覆性能;型腔的反壓力。可使用較低的比壓及鑄造性能較差的合金,有可能用小機器壓鑄較大的鑄件;了充填條件,可壓鑄較薄的鑄件;模具密封結構復雜,制造及安裝較困難,因而成本較高;真空壓鑄法如控制不當,效果就不是很顯。白口鑄鐵件內應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,由于熱導率低和 線收縮率大,鑄件在凝固冷卻后有較大的殘留應力,如不及時退火予以,極易在放 置、運輸、加工和使用中自行開裂,所以必須進行人工時效。可省去型芯、澆注和冒口;由于時金屬在所產生的離心力作用下,密度大的金屬被推往外壁,而密度小的氣體、熔渣向表面,形成自外向內的定向凝固,因此補縮條件好,鑄件組織致密,力學性能好;便于澆注“雙金屬”軸套和軸瓦,如在鋼套內鑲鑄一薄層銅襯套,可節省價格較貴的銅料;充型能力好;和澆注和冒口方面的消耗。缺點及局限性:鑄件內表面粗糙,尺寸誤差大,品質差;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,產生缺陷的原因也十分復雜。它不僅與鑄型工藝有關,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。因此,分析鑄件缺陷產生的原因。
鑄件的內腔既可用金屬芯、也可用砂芯。金屬型的結構有多種,如水平分型、重直分型及復合分型。其中垂直分型便于開設內澆口和取出鑄件;水平分型多用來生產薄壁輪狀鑄件;復合分型的上半型是由垂直分型的兩半型采用鉸鏈連結而成,下半型為固定不動的水平底板,主要應用于較復雜鑄件的鑄造。金屬型鑄造型的工藝特點:金屬型的導熱速度快和無退讓性,使鑄件易產生澆不足、冷隔、裂紋及白口等缺陷。此外,金屬型反復經受金屬液的沖刷,會使用壽命,為此應采用以下工藝措施。預熱金屬型:澆注前預熱金屬型,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。生產鑄鐵件,金屬型預熱至250~350℃;生產有色金屬件預熱至100~250。高合金白口鑄鐵的人工時效工藝,一般是以20-100℃/h 的加熱速度使鑄件升溫到800-900℃,保溫一段時間后以20-50℃ 的冷卻速度隨爐冷卻到100-150℃以下出爐。形狀復雜和導熱性極差的鑄件,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。保溫時間t=δ/25(h),式中δ為鑄件厚度(mm)。
以下是實際生產中采用的高硅耐酸鑄鐵件和高鉻鑄鐵件的人工時效規范。圖6型芯撐未熔合產生的裂紋圖7夾渣圖8縮松夾渣的產生原因為鑄件凝固中鋼水中的非金屬夾雜物上浮至鑄件上表面所致,縮松是后凝固部分的殘留金屬由于溫度梯度小而同時凝固。晶粒之間和枝晶之間形成的通道使外部金屬很難通過,而無法給予補縮的結果,圖9夾砂/砂眼圖10氣孔夾砂/砂眼:型腔未清理干凈或者造型緊實度不夠,澆注中鋼水沖刷型腔所致,氣孔:型腔/型芯產生的氣體或鋼水中的氣體沒有在鑄件凝固前去所致。◆掛舵臂鑄鋼件的無損探傷掛舵臂鑄鋼件在使用中主要受到彎曲應力的作用,高應力區域主要出現在外表面和近表面區域,故產品表層區域的缺陷對其安全性能影響,也有其明顯的缺點,與粘土砂相比,產生粉塵污染較。
工藝設計也是一個很重要的環節,內澆口位置的確定對鋼水進入型腔是否平穩有著很大的影響,設置不當會造成鋼水紊流容易把氣體卷入造成內部的氣孔,使其產生塑性變形以具有一定機械性能,一定形狀和尺寸鍛件的加工。鍛壓(鍛造與沖壓)的兩大組成部分之一,通過鍛造能金屬在冶煉中產生的鑄態疏松等缺陷,微觀組織結構,同時由于保存了完整的金屬流線,鍛件的機械性能一般優于同樣材料的鑄件,相關機械中負載高,工作條件嚴峻的重要零件。除形狀較簡單的可用軋制的板材,型材或焊接件外,多采用鍛件,軋制又稱壓延,指的是將金屬錠通過一對滾輪來為之賦形的,如果壓延時,金屬的溫度超過其再結晶溫度,那么這個被稱為[熱軋。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;形狀較復雜的鑄件,應在凝固后冷卻至700℃左右時即出型送入已預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。造型操作控制對氣孔的產生也有至關重要的作用,要嚴格執行操作規程中的一些東西,工藝對一些常規產品的操作細節不做專門的要求,這種情況是完全可以避免的。前面說的所有問題及解決辦法都需要每一個參與這項工作的員工認真對待才行,因為這些問題已經不簡單的是一個產品問題了,在市場競爭如此激烈的,產品已經直接關乎到企業的生存了,任何影響產品的問題都是大問題。必須要引起有關部門的注意了,只要我們起來就沒有解決不了的困難,所有的問題也就不是問題了,砂型鑄造是鑄造工藝的主要,約占整個鑄件生產的80%,砂型鑄造,按粘結劑材料分類,可分為粘土砂鑄造,樹脂砂鑄造和水玻璃砂鑄造等3大類。這3種工藝均適用于鑄鋼件的生。
后制件或毛坯的,以上為直接鑄造,還有間接鑄造指將熔融態金屬或半固態合金通過沖頭注入密閉的模具型,并施以高壓,使之在壓力下結晶凝固成型,后制件或毛坯的。連續鑄造是利用貫通的結晶器在一端連續地澆入液態金屬,從另一端連續地成型材料的鑄造方,的控制,為產品制造廠挽救了巨大的損失,也為后續船舶建造節點的順利完成打下了基礎,本文首先分析了船用掛舵臂鑄鋼件大型化的趨勢,進一步結合生產工藝。分析了掛舵臂鑄鋼件容易出現的缺陷,并給出圖示,進一步梳理了如何合理使用無損探傷技術發現缺陷,后結合某32.5萬噸礦砂船大型掛舵臂鑄鋼件的修復實例總結了大缺陷焊補的和注意要點,隨著的經濟發展進入到一個蕭條時。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℃ 以下時加熱速度為20℃/h,鑄件溫度在500℃以上時加熱速度為50℃/h保溫,保溫時間 保溫時間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。是由設計者決定的,生產方無法改變,但是,對于園角的大小。壁厚過渡處的處理等,可以與有關設計部門協商,按照鑄造生產要求作適當修改,與鑄鐵件相比,澆注鑄鋼件具有以下的特點:澆注溫度高達1580℃以上,鋼液對鑄型的熱作用且時間長,一般采用底注包澆注,金屬液對鑄型的沖刷力大,鋼液易與造型材料發生相互作用。使鑄件產生氣孔,粘砂和夾砂等缺陷,因此,對鑄鋼件濕型砂的要求比鑄鐵件高,鑄鋼件濕型砂的含水量應嚴格控制,一般為4¥--5%,面砂的透氣性應大于100,背砂的透氣性應在200以上,濕壓強度應大于55千帕。鑄型的表面硬度應在80-90.手工造型時型砂的緊實率控制在50%--55%,砂型鑄造是制造其零件。
貴州Cr28Ni48W5Co3鑄鋼件鎖風閥 為使樹脂砂,尤其呋喃樹脂砂避免或熱裂,可采取以下幾個方面的措施: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Ⅱ型硫化物,(鑄鋼件中的硫化物呈三種形態,即Ⅰ型,Ⅱ型和Ⅲ型,其中Ⅱ型的硫化物沿晶界分布,呈斷續狀,容易引起鑄件熱裂,)通過錳硫比來改變硫的分布型態,(2)對于碳鋼件。應使S+P≤0.07%,因為硫與磷的疊加作用,使熱裂傾向性,(3)用A1脫氧時,應將鋁的殘留量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[巖石狀"。大大鑄鋼件的抗熱裂能力,(4)使鋼的晶粒能細化,如在鋼液中加入稀土和硅鈣,因為在操作規程中已經對那些基本的操作做出了詳細的規定及實施方。球墨鑄鐵件內應力時效處理球墨鑄鐵彈性模量較高且對凝固冷卻速度非常,其鑄件內應力一般比灰鑄鐵件高1-2倍,與白口鑄鐵相近。因此,對形狀復雜、壁厚差較大的球墨鑄鐵件,即使無特殊 的熱處理要求,一般也應進行內應力的低溫時效處理。球墨鑄鐵件的應力傾向 比灰鑄鐵小,且與其基體組織有關,其低溫時效回火的工藝要點是:將鑄件加熱到Ac1以 下溫度保溫一段時間后隨爐冷卻到彈性溫度范圍,于200-250℃出爐空冷。但目前 國內鑄造廠家多采用鑄態球墨鑄鐵工藝生產球墨鑄鐵件,對這類球墨鑄鐵件一般不需要 進行內應力的低溫時效回火處理。CO2氣體流量20-25L/min,焊接控制(1)焊接避開風口,焊接電流嚴格控制在規定范圍之內,(2)焊接時控制層間溫度為150-200℃,(3)填充焊控制焊接速度不要過快。不應產生弧坑以免產生裂紋,(4)焊接時范圍≤14mm,打底焊不允許,(5)每層焊后均需清理焊道,(6)焊補中如果發現有裂紋,未熔合,未焊透,夾渣,氣孔等影響的缺陷,應將缺陷去除后方可繼續補焊,(7)焊后焊縫表面與鑄件外輪廓圓滑過渡。