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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(jié)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(shè)備簡易,易實現(xiàn)機械化和自動化,應(yīng)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。磨削加工是應(yīng)用較為廣泛的切削加工之一,選擇性激光熔融在一個鋪滿金屬粉末的槽內(nèi)。計算機控制著一束大功率的二氧化碳激,內(nèi)水口的高度也是造成的主要原因,這類氣孔由于會分布在鑄件的許多部位而且是內(nèi)部,修復(fù)難度極大容易造成鑄件報廢,危害極大,冒口和氣眼的設(shè)置也是非常重要的,冒口除了補縮作用之外還有一個非常重要的任務(wù)就是排氣作用。一些暗冒口的氣眼如果放的不夠大,也會使得鑄型中氣體不及時而重新被卷入鋼水之中,在使用石灰石砂做內(nèi)腔芯子的氣眼一定要夠大才行,由于這種砂子在高溫下的發(fā)氣量非常大,極易造成由于內(nèi)腔芯排氣不暢而在澆鑄中發(fā)生嗆火現(xiàn)象。終使得鑄件上表面出現(xiàn)大面積的蜂窩狀氣孔,這種問題容易使鑄件報。鑄鋼件是指用鑄鋼制作的零件,與鑄鐵性能相似,但比鑄鐵強度好。鑄鋼件在鑄造中易出現(xiàn)氣孔缺陷、角度定位不準確等缺點,在長期使用中就有可能出現(xiàn)機殼斷裂的現(xiàn)象它是成形軋制(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(tài)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(chǎn)。以后進一步擴展用途,生產(chǎn)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(nèi),使金屬液在離心力的作用下充滿鑄型和形成鑄件的技術(shù)和,離心鑄造所用的鑄型,根據(jù)鑄件形狀,尺寸和生產(chǎn)批量不同??蛇x用非金屬型(如砂型,殼型或熔模殼型),金屬型或在金屬型內(nèi)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(jié)組合成模型簇,刷涂耐火涂料并烘干后。。
河北ZG45Cr28Ni48鑄鋼件鑄管鑄鋼件的優(yōu)點之一是設(shè)計的靈活性,設(shè)計人員對鑄件的形狀和尺寸有大的設(shè)計選擇,特別是形狀復(fù)雜和中空斷面的零件,鑄鋼件可采用組芯這一獨特的工藝來制造。其成形和形狀改變卻十分容易,從圖樣到成品的轉(zhuǎn)化速度很快,有利于快速報價響應(yīng)和交貨期的縮短。形狀和的完善化設(shè)計、小的應(yīng)力集中系數(shù)以及整體結(jié)構(gòu)性強等特點,都體現(xiàn)鑄鋼件設(shè)計的靈活性和工藝優(yōu)勢:工藝設(shè)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(shè)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(jié)構(gòu),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(guān)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(jié)晶溫度,那么這個被稱為[熱軋。
液態(tài)金屬澆注到與零件形狀,尺寸相適應(yīng)的鑄型型腔中,待其冷卻凝固,以毛坯或零件的生產(chǎn),通常稱為金屬液態(tài)成形或鑄造,工藝流程:金屬→充型→凝固收縮→鑄件工藝特點:可生產(chǎn)形狀任意復(fù)雜的制件,特別是內(nèi)腔形狀復(fù)雜的制件。適應(yīng)性強,合金種類不受,鑄件大小幾乎不受,材料來源廣,廢品可重熔,設(shè)備低,廢品率高,表面較低,勞動條件差,鑄造分類:(1)砂型鑄造(sandcasting)砂型鑄造:在砂型中生產(chǎn)鑄件的鑄造。鐵和大多數(shù)有色合金鑄件都可用砂型鑄造,工藝流程:砂型鑄造工藝流程技術(shù)特點:適合于制成形狀復(fù)雜,特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔的毛坯,適應(yīng)性廣,成本低,對于某些塑性很差的材料,如鑄。鑄鋼件冶金制造適應(yīng)性和可變性強,可以選擇不同的化學成分和組織控制,適應(yīng)于各種不同工程的要求;可以通過不同的熱處理工藝在較大的范圍內(nèi)選擇力學性能和使用性能,并有良好的焊接性能和加工性能。鑄造的定義:是將金屬澆鑄到與零件形狀相適應(yīng)的鑄造空腔中,待其冷卻凝固后,具有一定形狀、尺寸和性能金屬零件毛坯的成型。常見的鑄造有砂型鑄造和精密鑄造,詳細的分類如下表所示。砂型鑄造:砂型鑄造——在砂型中生產(chǎn)鑄件的鑄造。鋼、鐵和大多數(shù)有色合金鑄件都可用砂型鑄造。由于砂型鑄造所用的造型材料價廉易得,鑄型制造簡便,對鑄件的單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)均能適應(yīng),長期以來,一直是鑄造生產(chǎn)中的基本工藝。精密鑄造:精密鑄造是用精密的造型鑄件工藝的總稱。它的產(chǎn)品精密、復(fù)雜、接近于零件后形狀,可不加工或很少加工就直接使用,是一種近凈形成形的先進工藝。常用的鑄造及其優(yōu)缺點1.普通砂型鑄造制造砂型的基本原材料是鑄造砂和型砂粘結(jié)。
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(dǎo)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(yīng)用:金屬型鑄造既適用于大批量生產(chǎn)形狀復(fù)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。鑄鋼材料的各向同性和鑄鋼件整體結(jié)構(gòu)性強,因而了工程可靠性。再加上減輕重量的設(shè)計和交貨期短等優(yōu)點,在價格和經(jīng)濟性方有競爭優(yōu)勢。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(guān)結(jié)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(shè)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。
圖6型芯撐未熔合產(chǎn)生的裂紋圖7夾渣圖8縮松夾渣的產(chǎn)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(jié)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(chǎn)生的氣體或鋼水中的氣體沒有在鑄件凝固前去所致?!魭於姹坭T鋼件的無損探傷掛舵臂鑄鋼件在使用中主要受到彎曲應(yīng)力的作用,高應(yīng)力區(qū)域主要出現(xiàn)在外表面和近表面區(qū)域,故產(chǎn)品表層區(qū)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(chǎn)生粉塵污染較。鑄鋼件的重量可在很大的范圍內(nèi)變動。重量小者可以是僅幾十克的熔模精密鑄件,而大型鑄鋼件的重量可達數(shù)噸、數(shù)十噸乃至數(shù)百噸。
河北ZG45Cr28Ni48鑄鋼件鑄管缺點組織不均勻。液態(tài)金屬注入鑄模后與模壁首先的一層液態(tài)金屬因溫度下降快,因此很快凝固成為較細晶粒。隨著與模壁距離的,模壁影響逐漸減弱,晶體沿與模壁相垂直的方向生長成彼此平行的柱狀晶體。在鑄件的中心部位,散熱已無顯著的方向性,且可地朝各個方向生長直至彼此,故形成等軸晶區(qū)。由此可見,鑄件內(nèi)的組織是不均勻的,一般說來,晶粒比較。圖6型芯撐未熔合產(chǎn)生的裂紋圖7夾渣圖8縮松夾渣的產(chǎn)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(jié)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(chǎn)生的氣體或鋼水中的氣體沒有在鑄件凝固前去所致?!魭於姹坭T鋼件的無損探傷掛舵臂鑄鋼件在使用中主要受到彎曲應(yīng)力的作用,高應(yīng)力區(qū)域主要出現(xiàn)在外表面和近表面區(qū)域,故產(chǎn)品表層區(qū)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(chǎn)生粉塵污染較。
或加工量很小,所以既了金屬利用率,又了大量的加工設(shè)備和工時;鑄件價格便易;可以采用組合壓鑄以其他金屬或非金屬材料。既節(jié)省裝配工時又節(jié)省金屬。缺點及局限性:壓鑄時由于液態(tài)金屬充填型腔速度高,流態(tài)不,故采用一般壓鑄法,鑄件易產(chǎn)生氣孔,不能進行熱處理;對內(nèi)凹復(fù)雜的鑄件,壓鑄較為困難;高熔點合金(如銅,黑色金屬),壓鑄型壽命較低;不宜小批量生產(chǎn),其主要原因是壓鑄型制造成本高,壓鑄機生產(chǎn)效率高,小批量生產(chǎn)不經(jīng)濟。4.金屬型鑄造又稱硬模鑄造,它是將金屬澆入金屬鑄型,以鑄件的一種鑄造。鑄型是用金屬制成,可以反復(fù)使用多次(幾百次到幾千次),又叫型鑄造。金屬型的結(jié)構(gòu)一般的,金屬型用鑄鐵和鑄鋼制。組織不致密。液態(tài)金屬的結(jié)晶以樹枝生長進行,樹枝間的液態(tài)金屬后凝固,但樹枝間很難由金屬全部填滿,造成鑄件普遍存在不致密性。此外,注入模中的液態(tài)金屬在冷卻中及凝固中如體積收縮而未獲足夠的補充,也可形成疏松甚至縮孔。鑄鐵件中的石墨往往以較大尺寸的片狀、球狀或其他形狀出現(xiàn),也可看成是一種不致密組織??梢詭椭灤瑤熢跈z驗中關(guān)注產(chǎn)品易出現(xiàn)的問題,更好地把控產(chǎn)品,以32.5萬噸礦砂船的掛舵臂鑄鋼件為例,其生產(chǎn)工序繁多,主要分為鋼水冶煉和鑄造兩大步驟。鋼水冶煉工藝主要有長流程工藝和短流程工藝,其中長流程工藝以鐵礦石,焦炭等為原料,采用燒結(jié)爐,高爐和轉(zhuǎn)爐等設(shè)備進行煉鋼,短流程工藝以廢鋼為主要原料,利用電爐設(shè)備進行煉鋼,目前,船級社(CCS)認可的國內(nèi)各大型鑄造企業(yè)鋼水冶煉工藝以短流程工藝為主(電弧爐(EAF)+鋼包精煉(LF)處理)。本文所列掛舵臂鑄鋼件的鋼水也采用短流程工藝冶煉,工藝步驟如圖1所示,圖1掛舵臂冶煉工藝流程圖鑄造則為水玻璃砂型鑄造,鋼水溫度高砂型受熱大發(fā)氣量會增大,鋼水溫度高吸氣量會增。
河北ZG45Cr28Ni48鑄鋼件鑄管表面粗糙。表面一般來說比較粗糙,不能與機加工表面相比,形狀也較復(fù)雜。整個熱處理去應(yīng)力要求封閉操作,并采用耐火材料覆蓋緩冷,圖16焊后熱處理焊后探傷檢查在焊后熱處理后。焊補處及其臨近的母材應(yīng)打磨光滑,使用原來的無損探傷做復(fù)查,以確保修補處的要求,本次缺陷修補,保溫冷卻48小時后按照IACS,REC,69的要求對缺陷周圍進行了超聲波和磁粉探傷,超聲波探傷采用直和斜。盡可能地覆蓋缺陷可能出現(xiàn)的各個方向,經(jīng)無損探傷未發(fā)現(xiàn)超標缺陷,圖17焊后探傷檢驗缺陷原因分析及改進措施該缺陷位于軸孔中間部位,相對于較厚的兩側(cè)截面,此位置,在凝固中降溫快,凝固,而此時兩側(cè)厚大部位仍有液相存在。形成原因為在凝固中冷卻不均勻,局部應(yīng)力集中,超過金屬的彈性極限。