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。铸造的定义:是将金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中,待其冷却凝固后,具有一定形状、尺寸和性能金属零件毛坯的成型。常见的铸造有砂型铸造和精密铸造,详细的分类如下表所示。砂型铸造:砂型铸造——在砂型中生产铸件的铸造。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得,铸型制造简便,对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应,长期以来,一直是铸造生产中的基本工艺。精密铸造:精密铸造是用精密的造型铸件工艺的总称。它的产品精密、复杂、接近于零件后形状,可不加工或很少加工就直接使用,是一种近净形成形的先进工艺。常用的铸造及其优缺点1.普通砂型铸造制造砂型的基本原材料是铸造砂和型砂粘结。铸钢件是指用铸钢制作的零件,与铸铁性能相似,但比铸铁强度好。铸钢件在铸造中易出现气孔缺陷、角度定位不准确等缺点,在长期使用中就有可能出现机壳断裂的现象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。。
山东4Cr25Ni35NbW铸钢件内筒铸钢件的优点之一是设计的灵活性,设计人员对铸件的形状和尺寸有大的设计选择,特别是形状复杂和中空断面的零件,铸钢件可采用组芯这一独特的工艺来制造。其成形和形状改变却十分容易,从图样到成品的转化速度很快,有利于快速报价响应和交货期的缩短。形状和的完善化设计、小的应力集中系数以及整体结构性强等特点,都体现铸钢件设计的灵活性和工艺优势:修改冒口和冒口颈尺寸,做出冒口颈敲断面,正确打浇冒口的方向。4.粘砂和表面粗糙粘砂是一种铸件表面缺陷,为铸件表面粘附着难以的砂粒;如铸件经砂粒后出现凹凸不平的不光滑表面,称表面粗糙。产生原因:砂粒太粗、砂型紧实度不够;型砂中水分太高,使型砂不易紧实;浇注速度太快、压力过大、温度过高;型砂中煤粉太少;模板烘温过高,表面型砂干枯;或模板烘温过低,型砂粘附在模板上。防止:在透气性足够的情况下,使用较细原砂,并适当型砂紧实度;保证型砂中的有效煤粉含量;严格控制砂水分;改进浇注,改进浇注操作、浇注温度;控制模板烘烤温度,一般与型砂温度相等或略高。5.砂眼在铸件内部或表面充塞有型砂的孔。 (1)就浇注温度而言,浇注温度对铸件影响很大,应该根据合金种类,铸件结构和铸型特点确定合理的浇注温度范围。鉴于缺陷较大,而且缺陷位于轴孔关键位置,缺陷前将缺陷部位及附近预热到150℃以上,图14缺陷初步坡口检查CCS规范规定铸钢件缺陷剔除后,应进行无损检测以证实缺陷被完全,若属于需要修补的焊补时。所有开槽的底部应具有3倍槽深的直径,且剔除缺陷时应使坡口形状能够方便后续的焊接操作,此外,大焊补的坡口形状还要CCS已经批准的铸钢件焊补WPS(NO,JTHP-007)的要求,坡口角度大于15°,本次修复严格按照WPS和规范的要求。打磨坡口,坡口的角度应大于焊补工艺WPS的坡口角。铸钢件冶金制造适应性和可变性强,可以选择不同的化学成分和组织控制,适应于各种不同工程的要求;可以通过不同的热处理工艺在较大的范围内选择力学性能和使用性能,并有良好的焊接性能和加工性能。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。 产生原因:紧实度不够或不匀;面砂强度不够、或型砂水分过高;液态金属压头过大、浇注速度太快。防止:铸型紧实度、避免局部过松;混砂工艺、控制水分,型砂强度;液态金属的压头、浇注速度。7.抬箱铸件在分型面处有大面积的披缝,使铸型外形尺寸发生变化。抬箱过大,造成跑火——铁水自分型面外溢,严重时造成浇不足缺陷。产生原因:砂箱未紧固、压铁不够或去除压铁过早;浇注过快,冲击力过大;模板翅曲。防止:压铁重量,特铁水凝固后再去除压铁;浇包位置,浇注速度;修正模板。8.掉砂铸件表面上出现的块状金属突起物,其外形与掉落的砂块很相似。在铸件其它部位,则往往出现砂眼或残缺。产生原因:模样上有深而小的凹。铸钢材料的各向同性和铸钢件整体结构性强,因而了工程可靠性。再加上减轻重量的设计和交货期短等优点,在价格和经济性方有竞争优势。常用的铸造砂是硅质砂,硅砂的高温性能不能使用要求时则使用锆英砂、铬铁矿砂、刚玉砂等特种砂。应用广的型砂粘结剂是粘土,也可采用各种干性油或半干性油、水溶性硅酸盐或盐和各种合成树脂作型砂粘结剂。砂型铸造中所用的外砂型按型砂所用的粘结剂及其建立强度的不同分为粘土湿砂型、粘土干砂型和化学硬化砂型3种。砂型铸造用的是和简单类型的铸件已延用几个世纪.砂型铸造是用来制造大型部件,如灰铸铁,球墨铸铁,不锈钢和其它类型钢材等工序的砂型铸造。其中主要步骤包括绘画,模具,制芯,造型,熔化及浇注,清洁等。工艺参数的选择加工余量:所谓加工余量,就是铸件上需要切削加工的表面,应预先留出一定的加工余量,其大小取决于铸造合金的种类、造型、铸件大小及加工面在铸型中的位置等诸多因。 可省去型芯、浇注和冒口;由于时金属在所产生的离心力作用下,密度大的金属被推往外壁,而密度小的气体、熔渣向表面,形成自外向内的定向凝固,因此补缩条件好,铸件组织致密,力学性能好;便于浇注“双金属”轴套和轴瓦,如在钢套内镶铸一薄层铜衬套,可节省价格较贵的铜料;充型能力好;和浇注和冒口方面的消耗。缺点及局限性:铸件内表面粗糙,尺寸误差大,品质差;不适用于密度偏析大的合金(如铅青铜)及铝、镁等合金。铸造缺陷及其控制铸件缺陷种类繁多,产生缺陷的原因也十分复杂。它不仅与铸型工艺有关,而且还与铸造合金的性制、合金的熔炼、造型材料的性能等一系列因素有关。因此,分析铸件缺陷产生的原因。铸钢件的重量可在很大的范围内变动。重量小者可以是仅几十克的熔模精密铸件,而大型铸钢件的重量可达数吨、数十吨乃至数百吨。 山东4Cr25Ni35NbW铸钢件内筒缺点组织不均匀。液态金属注入铸模后与模壁首先的一层液态金属因温度下降快,因此很快凝固成为较细晶粒。随着与模壁距离的,模壁影响逐渐减弱,晶体沿与模壁相垂直的方向生长成彼此平行的柱状晶体。在铸件的中心部位,散热已无显著的方向性,且可地朝各个方向生长直至彼此,故形成等轴晶区。由此可见,铸件内的组织是不均匀的,一般说来,晶粒比较。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。 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。组织不致密。液态金属的结晶以树枝生长进行,树枝间的液态金属后凝固,但树枝间很难由金属全部填满,造成铸件普遍存在不致密性。此外,注入模中的液态金属在冷却中及凝固中如体积收缩而未获足够的补充,也可形成疏松甚至缩孔。铸铁件中的石墨往往以较大尺寸的片状、球状或其他形状出现,也可看成是一种不致密组织。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。 山东4Cr25Ni35NbW铸钢件内筒表面粗糙。表面一般来说比较粗糙,不能与机加工表面相比,形状也较复杂。整个热处理去应力要求封闭操作,并采用耐火材料覆盖缓冷,图16焊后热处理焊后探伤检查在焊后热处理后。焊补处及其临近的母材应打磨光滑,使用原来的无损探伤做复查,以确保修补处的要求,本次缺陷修补,保温冷却48小时后按照IACS,REC,69的要求对缺陷周围进行了超声波和磁粉探伤,超声波探伤采用直和斜。尽可能地覆盖缺陷可能出现的各个方向,经无损探伤未发现超标缺陷,图17焊后探伤检验缺陷原因分析及改进措施该缺陷位于轴孔中间部位,相对于较厚的两侧截面,此位置,在凝固中降温快,凝固,而此时两侧厚大部位仍有液相存在。形成原因为在凝固中冷却不均匀,局部应力集中,超过金属的弹性极限。