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。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。市场上的需求,国内制造业产能过剩的情况越发凸显出来,市场上仅有的一些订货除了价格竞争激烈到白刃,对于产品的要求也是更加严格,像铸钢件的气孔问题在过去不算什么大的问题,而现在却经常会造成产品报费的严重后果。改革开放三十多年来,上许多先进的技术要求也逐渐的走进了我们身边,从而压铸件力学性能和表面的先进压铸工艺,或压铸件内部的气孔,压铸件的机械性能和表面,镀覆性能;型腔的反压力。可使用较低的比压及铸造性能较差的合金,有可能用小机器压铸较大的铸件;了充填条件,可压铸较薄的铸件;模具密封结构复杂,制造及安装较困难,因而成本较高;真空压铸法如控制不当,效果就不是很显。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。埋在干石英砂中振动造型,在负压下浇注。使模型气化,金属占据模型位置,凝固冷却后形成铸件的新型铸造方,挂舵臂铸钢件是船舶上使用的重要结构部件,其结构复杂,截面不规则,是支撑和悬挂舵结构的关键部件,在使用中要受到较大的弯曲疲劳应力,挂舵臂的好坏直接关系到整艘船舶的建造进度和。并影响船舶整个寿命周期的航行安全,近年来,随着32.5/40万吨矿砂船,30.8万吨油船及2.0/2.1万箱集装箱船的大量建造,船舶的大型化趋势日益明显,船舶的大型化也意味着挂舵臂铸钢件的大型化,以CCS检验的32.5万吨矿砂船挂舵臂铸钢件为例。单体粗加工交货状态下重量达到了205吨,所需总钢水量达到330吨,使用多达4炉钢水浇。
北京ZG35Ni24Cr18Si2铸钢件舟皿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。。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。煤粉在型砂中的作用和应用铸铁件湿型砂里常加入一定量的煤粉。故有人称这种型砂为煤粉砂,加入煤粉主要是为了铸铁件的表面,防止铸件产生粘砂,夹砂等缺陷,其作用原理目前有以下几种看法:1.煤粉受热产生大量的还原性气体,防止铁液被氧化,或防止金属氧化物与造型材料发生化学反应。2.煤粉在高温液态金属热作用下产生大量的气体,使金属液与铸型材料之间和囱粒孔隙中的气体压力猛增,有效地防止液态金属的渗入,3.煤粉受热软化,结焦变成胶质体,堵塞或砂粒的孔隙,使液态金属难以渗入。4.煤粉中的挥发分在400℃以上的还原性下裂解成光亮碳,它是一种微晶碳或不定型石墨,不被铁液及其他氧化物,就会形成热。
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。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。推动金属液通过鹅颈管进入型腔。金属液凝固后,压铸模具打开,取出铸件,完成一个压铸循环。压铸工艺流程图优点:产品好。铸件尺寸精度高,一般相当于6~7级,甚至可达4级;表面光洁度好,一般相当于5~8级;强度和硬度较高,强度一般比砂型铸造25~30%,但延伸率约70%;尺寸,互换性好;可压铸薄壁复杂的铸件;生产效率高。机器生产率高,例如国产JⅢ3型冷空压铸机平均八小时可压铸600~700次,小型热室压铸机平均每八小时可压铸3000~7000次;压铸型寿命长,一付压铸型,压铸钟合金,寿命可达几十万次,甚至上百万次;易实现机械化和自动化;经济效果优良。由于压铸件尺寸,表泛光洁等优点。一般不再进行机械加工而直接使。
一定要注意其烘烤程度,严禁加入,因为水在变成气体的时候会1000多倍体积。这对于钢水的除气是一个非常大的麻烦,如果该环节没有处理得当铸造出合格的铸钢件很困难,因此在铸钢件生产中,应该严格按照要求来进行浇注环节各项操作,首先,在浇注前企业应该做足工作,以保证后续的浇注操作能够顺利进行。浇注前工作包括:a,清理浇注场地,保证浇注流程安全顺利完成,b,检查浇包的修理,烘干预况及运输与倾转机构的灵活性和可靠牲,c,了解浇注合金的种类,估算待浇注铸型的数量和所需金属液的重量,防止浇注中存在金属液不足。铸型数量不够的现象,为了合格的铸钢件,严格控制浇注温度,浇注速度,严格遵守浇注操作规程很关。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。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。
图6型芯撑未熔合产生的裂纹图7夹渣图8缩松夹渣的产生原因为铸件凝固中钢水中的非金属夹杂物上浮至铸件上表面所致,缩松是后凝固部分的残留金属由于温度梯度小而同时凝固。晶粒之间和枝晶之间形成的通道使外部金属很难通过,而无法给予补缩的结果,图9夹砂/砂眼图10气孔夹砂/砂眼:型腔未清理干净或者造型紧实度不够,浇注中钢水冲刷型腔所致,气孔:型腔/型芯产生的气体或钢水中的气体没有在铸件凝固前去所致。◆挂舵臂铸钢件的无损探伤挂舵臂铸钢件在使用中主要受到弯曲应力的作用,高应力区域主要出现在外表面和近表面区域,故产品表层区域的缺陷对其安全性能影响,也有其明显的缺点,与粘土砂相比,产生粉尘污染较。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。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。
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。或加工量很小,所以既了金属利用率,又了大量的加工设备和工时;铸件价格便易;可以采用组合压铸以其他金属或非金属材料。既节省装配工时又节省金属。缺点及局限性:压铸时由于液态金属充填型腔速度高,流态不,故采用一般压铸法,铸件易产生气孔,不能进行热处理;对内凹复杂的铸件,压铸较为困难;高熔点合金(如铜,黑色金属),压铸型寿命较低;不宜小批量生产,其主要原因是压铸型制造成本高,压铸机生产效率高,小批量生产不经济。4.金属型铸造又称硬模铸造,它是将金属浇入金属铸型,以铸件的一种铸造。铸型是用金属制成,可以反复使用多次(几百次到几千次),又叫型铸造。金属型的结构一般的,金属型用铸铁和铸钢制。
北京ZG35Ni24Cr18Si2铸钢件舟皿 产生原因:型砂表面强度不够;模样上无圆角或拔模斜度小钩砂、铸型损坏后没修理或没修理好就合箱;砂型在浇注前放置时间过长,风干后表面强度;铸型在合箱时或搬运中损坏;合箱时型内浮砂未干净,合箱后浇口杯没盖好,碎砂掉进铸型。防止:型砂中粘士含量、及时补加新砂,型砂表面强度;模样光洁度要高,并合理做出拔模斜度和铸造圆角。损坏的铸型要修好后再合箱;缩短浇注前砂型的放置时间;合箱或搬运铸型时要小心,避免损坏或掉入砂型腔砂粒;合箱前型内浮砂,并盖好浇口。6.披缝和胀砂披缝常出现在铸件分型面处,是垂直于铸件表面,且厚薄不均匀的薄片状金属突起物。胀砂是铸件内、外表面局部,形成不规则的瘤状金属突起。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。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。