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。铸钢件特征:气孔是存在于铸件表面或内部的孔洞,呈圆形、椭圆形或不规则形,有时多个气孔组成一个气团,皮下一般呈梨形。呛孔形状不规则,且表面粗糙,气窝是铸件表面凹进去一块,表面较。明孔外观检查就能发现,皮下气孔经机械加工后才能发现。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。
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。形成原因:1、模具预热温度太低,金属经过浇注时冷却太快。2、模具排气设计不良,气体不能通畅。3、涂料不好,本身排气性不佳,甚至本身挥发或分解出气体。4、模具型腔表面有孔洞、凹坑,金属注入后孔洞、凹坑处气体迅速压缩金属,形成呛孔。ZG4Cr28Ni48W5Si2支撑架5、模具型腔表面锈蚀,且未清理干净。6、原材料(砂芯)存放不当,使用前未经预热。7、脱氧剂不佳,或用量不够或操作不当等。
此项工艺认可是CCS对铸钢件生产企业进行工厂认可和对其进行生产的铸钢件开展检验工作的必要条件。焊补的应严格此缺陷修补认可工艺及CCS材料与焊接规范的要求,缺陷的发现和初步清理本实例缺陷位于挂舵臂大端轴孔处,经超声波(斜)测定:长度沿着轴线方向,长度约300mm,断面沿径线方向向内部扩展。深度约60mm,图12超声波探伤(斜)图13缺陷位置示意CCS规范要求铸钢件缺陷可采用打磨,机加工,或鈚凿加打磨,或气割或碳弧气刨加打磨的去除,重要铸件采用气割或碳弧气刨铲除缺陷时,可视铸件的化学成分。缺陷大小和性质,进行必要的预热,本次缺陷的采用了碳弧气刨加砂轮打磨的,电压25-35V。防止:1、模具要充分预热,涂料(石墨)的粒度不宜太细,透气性要好。2、使用倾斜浇注浇注。3、原材料应存通风干燥处,使用时要预热。5、浇注温度不宜过高。
河南ZG4Cr28Ni48W5Si2铸钢件支撑架特征:缩孔是铸件表面或内部存在的一种表面粗糙的孔,轻微缩孔是许多分散的小缩孔,即缩松,缩孔或缩松处晶粒。常发生在铸件内浇道附近、冒口、厚大部位,壁的厚薄转接处及具有大平面的厚薄处。此项工艺认可是CCS对铸钢件生产企业进行工厂认可和对其进行生产的铸钢件开展检验工作的必要条件。焊补的应严格此缺陷修补认可工艺及CCS材料与焊接规范的要求,缺陷的发现和初步清理本实例缺陷位于挂舵臂大端轴孔处,经超声波(斜)测定:长度沿着轴线方向,长度约300mm,断面沿径线方向向内部扩展。深度约60mm,图12超声波探伤(斜)图13缺陷位置示意CCS规范要求铸钢件缺陷可采用打磨,机加工,或鈚凿加打磨,或气割或碳弧气刨加打磨的去除,重要铸件采用气割或碳弧气刨铲除缺陷时,可视铸件的化学成分。缺陷大小和性质,进行必要的预热,本次缺陷的采用了碳弧气刨加砂轮打磨的,电压25-35V。
ZG4Cr28Ni48W5Si2支撑架形成原因:1、模具工作温度控制未达到定向凝固要求。2、涂料选择不当,不同部位涂料层厚度控制不好。3、铸件在模具中的位置设计不当。4、浇冒口设计未能达到起充分补缩的作用。5、浇注温度过低或过高。
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。:1、磨具温度。2、涂料层厚度,涂料喷洒要均匀,涂料脱落而补涂时不可形成局部涂料堆积现象。3、对模具进行局部加热或用绝热材料局部保温。4、热节处镶铜块,对局部进行激冷。5、模具上设计散热片,或通过水等加速局部地区冷却速度,或在模具外,喷雾。6、用可拆缷激冷块,轮流安型,避免连续生产时激冷块本身冷却不充分。7、模具冒口上设计加压装置。8、浇注设计要准确,选择适宜的浇注温度。
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。特征:渣孔是铸件上的明孔或暗孔,孔中全部或局部被熔渣所填塞,外形不规则,小点状熔剂夹渣不易发现,将渣去除后,呈现光滑的孔,一般分布在浇注位置下部,内浇道附近或铸件死角处,氧化物夹渣多以网状分布在内浇道附近的铸件表面,有时呈薄片状,或带有皱纹的不规则云彩状,或形成片状夹层,或以团絮状存在铸件内部,折断时往往从夹层处断裂,氧化物在其中,是铸件形成裂纹的根源之一。
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。形成原因:渣孔主要是由于合金熔炼工艺及浇注工艺造成的(包括浇注的设计不正确),模具本身不会引起渣孔,而且金属模具是避免渣孔的有效之一。
:1、浇注设置正确或使用铸造纤维过滤网。2、采用倾斜浇注。3、选择熔剂,严格控制品质。
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。特征:裂纹的外观是直线或不规则的曲线,热裂纹断口表面被强烈氧化呈暗灰色或黑色,无金属光泽,冷裂纹断口表面清洁,有金属光泽。一般铸件的外裂直接可以看见,而内裂则需借助其他才可以看到。裂纹常常与缩松、夹渣等缺陷有联系,多发生在铸件尖角内侧,厚薄断面交接处,浇冒口与铸件连接的热节区。
形成原因:金属模铸造容易产生裂纹缺陷,因为金属模本身没有退让性,冷却速度快,容易造成铸件内应力增大,开型过早或过晚,浇注角度过小或过大,涂料层太薄等都易造成铸件开裂,模具型腔本身有裂纹时也容易裂纹。生产效率,应用:用连续铸造法可以浇注钢。铜合金,铝合金,镁合金等断面形状不变的长铸件,压铸(压铸是一种压力铸造的简称)是一种金属铸造工艺,其特点是利用模具腔对融化的金属施加高压,模具通常是用强度更高的合金加工而成的,这个有些类似注塑成型。砂型铸造就是用砂子制造铸模,俗称翻砂,砂型铸造需要在砂子中放入成品零件模型或木制模型(模样),然后在模样填满砂子,开箱取出模样以后砂子形成铸模,为了在浇铸金属之前取出模型,铸模应做成两个或更多个部分;在铸模制作中。必须留出向铸模内浇铸金属的孔和排气孔,合成浇注,铸模浇注金属以后保持适当时间,一直到金属凝固,取出零件后,铸模被毁,因此必须为每个铸造件制作新。
铸钢件的缺陷按照修补程度分级可分为大焊补,小焊补,修饰性焊补和不必焊补的修理,当检验中发现缺陷时,应按照规范的要求对缺陷进行分级,熔模铸造又称失蜡铸造,精密铸造,包括压蜡。修蜡,组树,沾浆,熔蜡,浇铸金属液及后处理等工序,失蜡铸造是用蜡制作所要铸成零件的蜡模,然后蜡模上涂以泥浆,这就是泥模,泥模晾干后,在焙烧成陶模,一经焙烧,蜡模全部熔化流失,只剩陶模,一般制泥模时就留下了浇注口。再从浇注口灌入金属熔液,冷却后,所需的零件就制成了,模锻是在模锻设备上利用模具使毛坯成型而锻件的锻造,根据设备不同,模锻分为锤上模锻,曲柄压力机模锻,平锻机模锻,压力机模锻等,辊锻是材料在一对反向模具的作用下产生塑性变形所需锻件或锻坯的塑性成形工。:1、应注意铸件结构工艺性,使铸件壁厚不均匀的部位均匀过渡,采用的圆角尺寸。2、涂料厚度,尽可能使铸件各部分达到所要求的冷却速度,避免形成太大的内应力。3、应注意金属模具的工作温度,模具斜度,以及适时抽芯开裂,取出铸件缓冷。
它是成形轧制(纵轧)的一种特殊形式,锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力,并在压力下成型和凝固而铸件的,低压铸造在低压气体作用下使液态金属充填铸型并凝固成铸件的铸造,低压铸造初主要用于铝合金铸件的生产。以后进一步扩展用途,生产熔点高的铜铸件,铁铸件和钢铸件,离心铸造是将金属注入高速的铸型内,使金属液在离心力的作用下充满铸型和形成铸件的技术和,离心铸造所用的铸型,根据铸件形状,尺寸和生产批量不同。可选用非金属型(如砂型,壳型或熔模壳型),金属型或在金属型内敷以涂料层或树脂砂层的铸型,消失模铸造是把与铸件尺寸形状相似的石蜡或泡沫模型粘结组合成模型簇,刷涂耐火涂料并烘干后。特征:冷隔是一种透缝或有圆边缘的表面夹缝,中间被氧化皮隔开,不完全融为一体,冷隔严重时就成了“欠铸”。冷隔常出现在铸件顶部壁上,薄的水平面或垂直面,厚薄壁连接处或在薄的助板上。
铸件组织致密,力学性能比砂型铸件高15%左右,能较高尺寸精度和较低表面粗糙度值的铸件。并且性好,因不用和很少用砂芯,,粉尘和有害气体,劳动强度,金属型本身无透气性,必须采用一定的措施导出型腔中的空气和砂芯所产生的气体,金属型无退让性,铸件凝固时容易产生裂纹,金属型制造周期较长。成本较高,因此只有在大量成批生产时,才能显示出好的经济效果,应用:金属型铸造既适用于大批量生产形状复杂的铝合金,镁合金等非铁合金铸件,也适合于生产钢铁金属的铸件,铸锭等,(7)真空压铸(vacuumcasting)真空铸造:通过在压铸中抽除压铸模具型的气体而或显著压铸件内的气。形成原因:1、金属模具排气设计不合理。2、工作温度太低。3、涂料品质不好(人为、材料)。4、浇道开设的位置不当。5、浇注速度太慢等。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。
:1、正确设计浇道和排气。2、大面积薄壁铸件,涂料不要太薄,适当加厚涂料层有利于成型。3、适当模具工作温度。4、采用倾斜浇注。5、采用机械震动金属模浇注。
河南ZG4Cr28Ni48W5Si2铸钢件支撑架特征:在铸件表面或内部形成相对规则的孔洞,其形状与砂粒的外形一致,刚出模时可见铸件表面镶嵌的砂粒,可从中掏出砂粒,多个砂眼同时存在时,铸件表面呈桔子皮状。
铸件的内腔既可用金属芯、也可用砂芯。金属型的结构有多种,如水平分型、重直分型及复合分型。其中垂直分型便于开设内浇口和取出铸件;水平分型多用来生产薄壁轮状铸件;复合分型的上半型是由垂直分型的两半型采用铰链连结而成,下半型为固定不动的水平底板,主要应用于较复杂铸件的铸造。金属型铸造型的工艺特点:金属型的导热速度快和无退让性,使铸件易产生浇不足、冷隔、裂纹及白口等缺陷。此外,金属型反复经受金属液的冲刷,会使用寿命,为此应采用以下工艺措施。预热金属型:浇注前预热金属型,可减缓铸型的冷却能力,有利于金属液的充型及铸铁的石墨化。生产铸铁件,金属型预热至250~350℃;生产有色金属件预热至100~250。形成原因:由于砂芯表面掉下的砂粒被铜液包裹存在与铸件表面而形成孔洞。1、砂芯表面强度不好,烧焦或没有完全固化。2、砂芯的尺寸与外模不符,合模时压碎砂芯。3、模具蘸了有砂子污染的石墨水。4、浇包与浇道处砂芯相掉下的砂随铜水冲进型腔。
:1、砂芯制作时严格按工艺生产,检查品质。2、砂芯与外模的尺寸相符。3、是墨水要及时清理。4、避免浇包与砂芯。5、下砂芯时要吹干净模具型腔里的砂子。这也给挂舵臂铸钢件制造中的控制,缺陷检测和修复提出了更高的要求,◆大型铸钢件工艺及常见缺陷分析进行挂舵臂铸钢件产品检验时。无砂芯,了加工时间,无分型面,设计灵活,度高,清洁生产,无污染,和生产成本,应用:适合成产结构复杂的各种大小较精密铸件,合金种类不限,生产批量不限,如灰铸铁发动机箱体,高锰钢弯管等,(10)连续铸造(continualcasting)连续铸造:是一种先进的铸造。其原理是将熔融的金属,不断浇入一种叫做结晶器的特殊金属型中,凝固(结壳)了的铸件,连续不断地从结晶器的另一端拉出,它可任意长或特定的长度的铸件,由于金属被迅速冷却,结晶致密,组织均匀,机械性能,节约金。