山西ZG35Cr28Ni16鑄鋼件閘門板

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(tài)金屬或半固態(tài)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(xù)鑄造是利用貫通的結晶器在一端連續(xù)地澆入液態(tài)金屬，從另一端連續(xù)地成型材料的鑄造方，的控制，為產(chǎn)品制造廠挽救了巨大的損失，也為后續(xù)船舶建造節(jié)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(chǎn)工藝。分析了掛舵臂鑄鋼件容易出現(xiàn)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(fā)現(xiàn)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(jīng)濟發(fā)展進入到一個蕭條時。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(nèi)產(chǎn)生內(nèi)應力。鑄件內(nèi)應力會使鑄件在存放、后 序加工及使用中產(chǎn)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。有各自的優(yōu)勢和劣勢，其生產(chǎn)優(yōu)缺點比較見表在我國，水玻璃砂工藝是生產(chǎn)鑄鋼件的主要型砂工藝種類，水玻璃砂具有明顯的優(yōu)勢，故可適用于各種不同鑄型(如金屬型，砂型等)，鑄造各種合金及各種大小的鑄件,采用底注式充型。金屬液充型平穩(wěn)，無現(xiàn)象，可避免卷入氣體及對型壁和型芯的沖刷，了鑄件的合格率,鑄件在壓力下結晶，鑄件組織致密，輪廓清晰，表面光潔，力學性能較高，對于大薄壁件的鑄造尤為有利,省去補縮冒口，金屬利用率到90-98%,勞動強度低。勞動條件好，設備簡易，易實現(xiàn)機械化和自動化，應用:以產(chǎn)品為主(氣缸頭，輪轂，氣缸架等)，(5)離心鑄造(centrifugalcasting)離心鑄造:是將金屬液澆入的鑄型。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(nèi)應力處理。鑄件在焊補時也會產(chǎn)生內(nèi)應力，因此，焊補后的鑄件也應進行 內(nèi)應力處理。內(nèi)外圓錐面，端面，溝槽，螺紋和回轉成形面等，所用主要是車刀，銑削加工銑削是將毛坯固定，用高速的銑刀在毛坯上走刀。切出需要的形狀和特，鑄造工藝流程見圖2，32.5萬噸礦砂船掛舵臂使用地坑組芯造型，鑄造工藝設計為平澆，見圖3，鑄件實體處于平躺狀態(tài)，選擇高度方向的對稱中分面為鑄件分型面，分為上，下型澆注，內(nèi)腔采用整體芯子。芯盒采用鋼骨架結構，圖2掛舵臂鑄造工藝流程圖圖3掛舵臂澆注示意圖從生產(chǎn)工藝來看，掛舵臂鑄鋼件的生產(chǎn)工序較多，鋼水的，砂型的性能，造型緊實度控制，合箱時型腔控制，澆注溫度和速度，開箱溫度，熱處理控制等各個環(huán)節(jié)都會影響終的產(chǎn)品。掛舵臂形狀復雜，主體為薄壁長筒結構，兩端分別連接厚大的下舵承和下舵鈕結。

山西ZG35Cr28Ni16鑄鋼件閘門板常采用的鑄件內(nèi)應力處理是自然時效和人工時效。自然時效是將鑄件 平穩(wěn)地放置在空地上，一般放置6-18個月，好經(jīng)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同于結構特征或拔模斜度小，起模時將砂型帶壞或震裂；緊實度不勻，鑄型局部強度不足；合箱、搬運鑄型時，不小心使鑄型局部砂塊掉落。防止：模樣拔模斜度要、表面光潔；鑄型緊實度高且均勻；合箱、搬運中，操作小心。9.錯型（錯箱）鑄件的一部分與另一部分在分型面的接縫處錯開，發(fā)生相對位移，使鑄件外形與圖紙不相符合。產(chǎn)生原因：模樣制作不良，上下模沒有對準或模樣變形；砂箱或模板定位不準確，或定位銷松動；造型機上零件磨損，例如正壓板下襯板、反壓板軸承的磨損等；澆注時用的套箱變形，搬運、圍箱時不注意，使上下鑄型發(fā)生位移。防止：加強模板的檢查和修理；經(jīng)常檢查砂箱、模板的定位銷及銷孔、并合理地安裝；檢查造型機的有關零。。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(nèi)應力。人工時效通 常指對鑄件進行內(nèi)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(nèi)應力，使鑄件尺寸趨于，然后使鑄件在爐內(nèi) 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(nèi)應力的 新工藝，由于其能耗和處理成本較低，且在內(nèi)應力及保證鑄件尺寸性方面效果 顯著，也越來越受到。埋在干石英砂中振動造型，在負壓下澆注。使模型氣化，金屬占據(jù)模型位置，凝固冷卻后形成鑄件的新型鑄造方，掛舵臂鑄鋼件是船舶上使用的重要結構部件，其結構復雜，截面不規(guī)則，是支撐和懸掛舵結構的關鍵部件，在使用中要受到較大的彎曲疲勞應力，掛舵臂的好壞直接關系到整艘船舶的建造進度和。并影響船舶整個壽命周期的航行安全，近年來，隨著32.5/40萬噸礦砂船，30.8萬噸油船及2.0/2.1萬箱集裝箱船的大量建造，船舶的大型化趨勢日益明顯，船舶的大型化也意味著掛舵臂鑄鋼件的大型化，以CCS檢驗的32.5萬噸礦砂船掛舵臂鑄鋼件為例。單體粗加工交貨狀態(tài)下重量達到了205噸，所需總鋼水量達到330噸，使用多達4爐鋼水澆。

鑄件組織致密，力學性能比砂型鑄件高15%左右，能較高尺寸精度和較低表面粗糙度值的鑄件。并且性好，因不用和很少用砂芯，，粉塵和有害氣體，勞動強度，金屬型本身無透氣性，必須采用一定的措施導出型腔中的空氣和砂芯所產(chǎn)生的氣體,金屬型無退讓性，鑄件凝固時容易產(chǎn)生裂紋,金屬型制造周期較長。成本較高，因此只有在大量成批生產(chǎn)時，才能顯示出好的經(jīng)濟效果，應用:金屬型鑄造既適用于大批量生產(chǎn)形狀復雜的鋁合金，鎂合金等非鐵合金鑄件，也適合于生產(chǎn)鋼鐵金屬的鑄件，鑄錠等，(7)真空壓鑄(vacuumcasting)真空鑄造:通過在壓鑄中抽除壓鑄模具型的氣體而或顯著壓鑄件內(nèi)的氣。白口鑄鐵件內(nèi)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。由于薄壁長筒與下舵承和下舵鈕部分壁厚相差懸殊，鑄件在凝固收縮中兩部分連接處容易產(chǎn)生熱裂紋，由于掛舵臂主體薄壁長筒的結構特點。更容易判斷出缺陷的性質(zhì)，檢測原始數(shù)據(jù)可數(shù)字化存儲，易于追溯，具有一定的優(yōu)勢，但PAUT由于使用條件的，僅可用于軸孔表面這樣的規(guī)則區(qū)域，而無A脈沖超聲波檢測技術那樣可適用于鑄鋼件所有的復雜表面。使用具有一定的局限性，圖11PAUT在掛舵臂無損探傷中的使用◆鑄鋼件缺陷的修補通過前文可以發(fā)現(xiàn)，缺陷的存在會大大鑄鋼件的疲勞強度，必須采用的手段對缺陷進行處理，本部分基于在32.5萬噸掛舵臂鑄鋼件檢驗中遇到的缺陷修復實例進行分析。按照CCS材料與焊接規(guī)范的規(guī)定。
    底部圓弧過渡，并經(jīng)MT檢驗合格，焊接前焊補位置及周圍70mm范圍內(nèi)所有油污，銹等臟污，坡口清理完畢后測得坡口尺寸為470×120×60mm，現(xiàn)在使用鋼包精煉的單位不存在烘烤鋼包的問題。但是在大件碰爐澆鑄的時候還會存在一個鋼包烘烤問題，尤其是那些有段時間不用的鋼包，一定要烘烤到要求的溫度才行，否則鋼水中的卷入氣體是很多的，造型材料的控制也是一個非常重要的因素，石英砂的水分含量一定要在規(guī)定要求以下。水玻璃粘接劑的模數(shù)要符合工藝要求，石灰石砂的粉塵含量不能夠超過規(guī)定要求，回用廢砂的粉塵量超過規(guī)定以后應該扔掉，所有這一切都是影響氣體產(chǎn)生和砂型排氣的因素，這些東西如果達不到要求要想解決氣孔問題那是不可能。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(chǎn)中采用的高硅耐酸鑄鐵件和高鉻鑄鐵件的人工時效規(guī)范。鑄件在金屬型內(nèi)收縮量愈大，取出采用困難，而且鑄件易產(chǎn)生大的內(nèi)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(yōu)點：與砂型鑄造相比，金屬型鑄造有如下優(yōu)點：復用性好，可“一型多鑄”，節(jié)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(chǎn)，主要適用于有色合金鑄件的大批量生產(chǎn)，如飛機、汽車、內(nèi)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。

   毛坯的的成形工藝，應用:汽車的發(fā)動機氣缸體，氣缸蓋，曲軸等鑄件(2)熔模鑄造(investmentcasting)熔模鑄造:通常是指在易熔材料制成模樣。在模樣表面若干層耐火材料制成型殼，再將模樣熔化型殼，從而無分型面的鑄型，經(jīng)高溫焙燒后即可填砂澆注的鑄造方案，常稱為[失蠟鑄造"，熔模鑄造工藝流程工藝特點優(yōu)點:尺寸精度和幾何精度高,表面粗糙度高,能夠鑄造外型復雜的鑄件。且鑄造的合金不受，缺點:工序繁雜，費用較高應用:適用于生產(chǎn)形狀復雜，精度要求高，或很難進行其它加工的小型零件，如渦輪發(fā)動機的葉片等，(3)壓力鑄造(casting)壓鑄:是利用高壓將金屬液高速一精密金屬模具型。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。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(xiàn)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(chǎn)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(nèi)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(guī)定范圍內(nèi)；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(nèi)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(chǎn)生原因：鐵水中碳、硅含苞欲放量過。
     市場上的需求，國內(nèi)制造業(yè)產(chǎn)能過剩的情況越發(fā)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(chǎn)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(xiàn)在卻經(jīng)常會造成產(chǎn)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(nèi)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。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。防止：爐料要妥善，表面要清潔；爐缸、前爐、出鐵口、出鐵槽、澆包必須烘干；澆注溫度；不使用鋁量過高的廢鋼；適當型砂的水分、控制煤粉加入量，扎通氣孔等。13.縮松、疏松分散、的縮孔，帶有樹枝關結晶的稱縮松，比縮松更的稱疏松。常出現(xiàn)在熱世部位。產(chǎn)生原因：鐵水中碳、硅含量過低，收縮大；澆注速度太快、澆注溫度過高，使得液態(tài)收縮大；澆注、冒口設計不當，無法實現(xiàn)順序凝固；冒口太小，補縮不充分。防止：控制鐵水的化學成分在規(guī)定范圍內(nèi)；澆注速度和澆注溫度；改進澆冒口，利用順序凝固；加大冒口體積，保證充分補縮。14.反白口鑄件斷口內(nèi)部出現(xiàn)白口組織，邊緣部分出現(xiàn)灰口。產(chǎn)生原因：碳、硅含量較高的鐵。

山西ZG35Cr28Ni16鑄鋼件閘門板 刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振動造型。在負壓下澆注，使模型氣化，金屬占據(jù)模型位置，凝固冷卻后形成鑄件的新型鑄造，工藝流程:預發(fā)泡→發(fā)泡成型→浸涂料→烘干→造型→澆注→落砂→清理鑄件精度，既可脫氧，脫硫，又可以細化晶粒，對NiCrMoV鋼的測定表明:在相同的條件下。經(jīng)稀土+硅鈣處理的鋼液，較之未處理的鋼液，其抗裂能力高2倍以上，鑄造工藝方面(1)在鑄件的充填性的要求時，盡量鋼液的澆注溫度，對0.19%C的碳鋼，在1550℃時澆注比在1600℃時澆注，其抗熱裂能力幾乎高一倍。(2)對于薄壁鑄件，宜采用較高的澆注速度，如對某鑄鋼件，重量為125Kg，壁厚為15mm，澆注時間為14秒時不出現(xiàn)熱裂,至40秒就觀察到裂。球墨鑄鐵件內(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)鑄造廠家多采用鑄態(tài)球墨鑄鐵工藝生產(chǎn)球墨鑄鐵件，對這類球墨鑄鐵件一般不需要 進行內(nèi)應力的低溫時效回火處理。工藝設計也是一個很重要的環(huán)節(jié)，內(nèi)澆口位置的確定對鋼水進入型腔是否平穩(wěn)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(nèi)部的氣孔，使其產(chǎn)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(chǎn)生的鑄態(tài)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(yōu)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。