液态金属浇注到与零件形状,尺寸相适应的铸型型腔中,待其冷却凝固,以毛坯或零件的生产,通常称为金属液态成形或铸造,工艺流程:金属→充型→凝固收缩→铸件工艺特点:可生产形状任意复杂的制件,特别是内腔形状复杂的制件。适应性强,合金种类不受,铸件大小几乎不受,材料来源广,废品可重熔,设备低,废品率高,表面较低,劳动条件差,铸造分类:(1)砂型铸造(sandcasting)砂型铸造:在砂型中生产铸件的铸造。铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造,工艺流程:砂型铸造工艺流程技术特点:适合于制成形状复杂,特别是具有复杂内腔的毛坯,适应性广,成本低,对于某些塑性很差的材料,如铸。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。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。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。本次焊补选择药芯焊丝E501T-1(THY-51B),直径φ1.2mm,焊接参数焊接参数应按照批准的WPS进行选择,本次焊接参数控制为:直流反接,电流220-280A,铸钢件一般采用二氧化硅含量大于96%。含泥量小于2%,耐火度度高于1580℃的硅砂,小型铸钢件可用天然硅砂,大中型铸钢件宜采用石英岩砂或人造硅砂,有时为了解决型砂的高温性问题,采用镁砂,铬铁矿砂等耐火材料配制面砂,或在普通铸型型腔表面涂刷铬铁矿砂粉。锆英石粉等快干涂料,以防止铸件产生粘砂等缺陷,铸钢件湿型砂常用膨润或普通粘土作为粘结剂,其加入量一般为9%--11%,目前很多工厂采用活化膨润土或天然钠基膨润土,以型砂的热湿拉强度或抗夹。
江苏ZG4Cr25Ni20Si2铸钢件螺杆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所以说在大型铸件的生产中低温浇注是必须要遵循的一个原则。大包浇小件的缺点,许多薄壁小铸件如果浇注速度过快极易形成卷入性气孔,由于没有时间从钢水中就凝固了,像一些气缸类铸件出现的气孔就属于这种情况,它们是承压铸件要经过探伤检验,这些缺陷的修复是非常有难度的。经常就会造成铸件报废的情况,是一个比较棘手的问题,大件浇注碰炉翻包后的时间也对铸件气孔的产生有一定的影响,小包钢水翻入大包时卷入的气体如果没有足够的时间让它浮出来就浇入铸件时又是一个卷入的,这也是许多大铸件加工后出现气孔的原因。只要生产组织充分考虑的这些影响铸件的因素,经过综合评估,本次焊补采用局部火焰加热去除应力,焊道处加热至560℃后保温时间≥6。。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。含硫量过高;浇注温度过高;冒口颈过大、过短,造成局部过热严重,或重口太小,补缩不好;铸件在清理、运输中,受冲击过大。防止:控制铁水化学成分在规定的范围内;浇注温度;合理设计冒口;铸件在清理、运输中避免冲击。12.气孔气孔的孔壁光滑明亮,形状有圆形、梨形和针状,孔的尺寸有大有小,产生在铸件表面或内部。铸件内部的气孔在敲碎后或机械加工时才能被发现。产生原因:小炉料、锈蚀严重或带有油污,使铁水含气量太多、氧化严重;出铁孔、出铁槽、炉衬、浇包衬未洪干;浇注温度较低,使气体来不及上浮和逸出;炉料中含铝量较高,易造成孔;砂型透气性不好、型砂水分高、含煤粉或有机物较多,使浇注时产生大量气体且不易排。
缺点及局限性:铸件尺寸不能太大工艺复杂铸件冷却速度慢。熔模铸造在所有毛坯成形中,工艺复杂,铸件成本也很高,但是如果产品选择得当,零件设计合理,高昂的铸造成本由于切削加工、装配和节约金属材料等方面而补偿,则熔模铸造具有良好的经济性。3.压铸压铸工艺原理是利用高压将金属液高速一精密金属模具型,金属液在压力作用下冷却凝固而形成铸件。压力铸造a)合型浇注b)压射c)开型顶件冷、热室压铸是压铸工艺的两种基本。冷室压铸中金属液由手工或自动浇注装置浇入压室内,然后压射冲头前进,将金属液型腔。在热室压铸工艺中,压室垂直于坩埚内,金属液通过压室上的进料口自动流入压室。压射冲头向下运。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。含氢量过高;炉料中带入的铬等白口形成元素过多;元素偏析严重;防止:控制化学成分、碳、硅含量不宜过高;炉衬、包衬要烘干;型砂水分不宜过高;加强炉料,带入白口化元素。图15坡口检查焊接前预热规范要求碳钢和碳锰钢铸钢件应根据其化学成分,缺陷的大小和位置进行预热,如果拟补焊的是重大缺陷,则在补焊前,铸钢件应进行细化晶粒处理,本次焊补属于重大缺陷焊补,焊补前对缺陷部位进行局部火焰预热4h后。在坡口附近70mm范围内测温,150-200℃开始焊接,焊材规格铸钢件缺陷的焊补应采用经认可的低氢型焊接材料,其焊缝的熔敷金属应具有不低于铸钢件母材规定的力学性能,在实际操作时,应按照焊接工艺评定WPS进行选。
起模斜度:为了使模样便于从铸型中取出,垂直于分型面的立壁上所加的斜度称为起模斜度。铸造圆角:为了防止铸件在壁的连接和拐角处产生应力和裂纹,防止铸型的尖角损坏和产生砂眼,在设计铸件时,铸件壁的连接和拐角部分应设计成圆角。型芯头:为了保证型芯在铸型中的定位、固定和排气,模样和型芯都要设计出型芯头。收缩余量:由于铸件在浇注后的冷却收缩,制作模样时要加上这部分收缩尺寸。优点:粘土的资源丰富、价格便宜。使用过的粘土湿砂经适当的砂处理后,绝大部分均可回收再用;制造铸型的周期短、工效高;混好的型砂可使用的时间长;适应性很广。小件、大件,简单件、复杂件,单件、大批量都可采用;缺点及局限性:因为每个砂质铸型只能浇注一。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。或对树脂改性,使树脂具有热塑性。让呋喃树脂在高温时不结焦或少结焦,从而保证其有良好的高温容让性,(2)在呋喃树脂砂中加入附加物,使树脂砂具有热塑性,或者在收缩受阻严重处,加入木粉,泡沫珠粒,或者在铸型中相应部位放塑性好的退让块,其高温退让性。(3)采用固化剂,因为磺酸类固化剂容易引起铸件表面渗硫,在铸件表面引起微裂纹,成为龟裂源,(4)使用热系数较小的造型材料,如用铬铁矿砂等代替石英砂等,(5)减薄砂芯(型)的砂层厚度,如采用中空砂芯。例如:某类阀门铸件,仅仅通过减薄型芯砂层厚度,改变芯骨的连接,就了铸件的热裂缺陷,(6)在易产生裂纹的地方合理使用冷铁或找其它激冷措施,(7)采用能有效渗硫的涂。
直浇道中铁水的水平面与铸件的铁水水平面相平,边部略呈圆形。产生原因:浇包中铁水量不够;浇道狭小,浇注速度又过快,当铁水从浇口杯外溢时,操作者误认为铸型已经充满,停浇过早。防止:正确估计浇包中的铁水量;对浇道狭小的铸型,适当放慢浇注速度,保证铸型充满。3.损伤铸件损伤断缺。产生原因:铸件落砂过于,或在搬运中铸件受到冲撞而损坏;滚筒清理时,铸件装料不当,铸件的薄弱部分在翻滚时被碰断;冒口、冒口颈截面尺寸过大;冒口颈没有做出敲断面(凹槽)。或敲除浇冒口的不正确,使铸件本体损伤缺肉。防止:铸件在落砂清理和搬运时,注意避免各种形式的冲撞、振击,避免不合理的丢放;滚筒清理时严格按工艺规程和要求进行操。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。有效地隔绝了金属液与铸型界面发生反应,5.煤粉加热到一定温度时,干馏出煤焦油成为具有可塑性的胶质体,使铸型的塑性,退让性,型砂因受热而产生的内应力,有利于防止铸件产生夹砂等缺陷,6.煤粉的加入量主要根据铸件的。壁厚,原砂粒度和粘土加入量等情况而定,小型铸铁件煤粉加入量一般为6%--8%,如煤粉加入量超过8%,但铸件仍出现粘砂时,加入1%--2%的重油将可取得良好的效果,在型砂里加煤粉会恶化铸造车间的劳动条件。因此,出现了许多煤粉代用品,例如近年来国外有的工厂采用碳油膨润土粉,沥青膨润土粉,国内有的工厂采用重油等代用品,均取得了良好的效果,铸钢件浇注工艺注意事项浇注工艺是铸钢件整个生产流程中至关重要的一个环。
磨削加工是应用较为广泛的切削加工之一,选择性激光熔融在一个铺满金属粉末的槽内。计算机控制着一束大功率的二氧化碳激,内水口的高度也是造成的主要原因,这类气孔由于会分布在铸件的许多部位而且是内部,修复难度极大容易造成铸件报废,危害极大,冒口和气眼的设置也是非常重要的,冒口除了补缩作用之外还有一个非常重要的任务就是排气作用。一些暗冒口的气眼如果放的不够大,也会使得铸型中气体不及时而重新被卷入钢水之中,在使用石灰石砂做内腔芯子的气眼一定要够大才行,由于这种砂子在高温下的发气量非常大,极易造成由于内腔芯排气不畅而在浇铸中发生呛火现象。终使得铸件上表面出现大面积的蜂窝状气孔,这种问题容易使铸件报。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。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。
江苏ZG4Cr25Ni20Si2铸钢件螺杆 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。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。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。