为使树脂砂,尤其呋喃树脂砂避免或热裂,可采取以下几个方面的措施:合金方面(1)控制铸件的含硫量。宜在0.03%以下,并且避免铸件中出现Ⅱ型硫化物,(铸钢件中的硫化物呈三种形态,即Ⅰ型,Ⅱ型和Ⅲ型,其中Ⅱ型的硫化物沿晶界分布,呈断续状,容易引起铸件热裂,)通过锰硫比来改变硫的分布型态,(2)对于碳钢件。应使S+P≤0.07%,因为硫与磷的叠加作用,使热裂倾向性,(3)用A1脱氧时,应将铝的残留量A1残留控制≤0.1%,过高的A1残量,有利于形成A12S3,甚至可能形成A1N,使钢的断口呈现[岩石状"。大大铸钢件的抗热裂能力,(4)使钢的晶粒能细化,如在钢液中加入稀土和硅钙,因为在操作规程中已经对那些基本的操作做出了详细的规定及实施方。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。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。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。同于结构特征或拔模斜度小,起模时将砂型带坏或震裂;紧实度不匀,铸型局部强度不足;合箱、搬运铸型时,不小心使铸型局部砂块掉落。防止:模样拔模斜度要、表面光洁;铸型紧实度高且均匀;合箱、搬运中,操作小心。9.错型(错箱)铸件的一部分与另一部分在分型面的接缝处错开,发生相对位移,使铸件外形与图纸不相符合。产生原因:模样制作不良,上下模没有对准或模样变形;砂箱或模板定位不准确,或定位销松动;造型机上零件磨损,例如正压板下衬板、反压板轴承的磨损等;浇注时用的套箱变形,搬运、围箱时不注意,使上下铸型发生位移。防止:加强模板的检查和修理;经常检查砂箱、模板的定位销及销孔、并合理地安装;检查造型机的有关零。
江西ZGCr28Ni48W5铸钢件抗高硫铸件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。。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。CO2气体流量20-25L/min,焊接控制(1)焊接避开风口,焊接电流严格控制在规定范围之内,(2)焊接时控制层间温度为150-200℃,(3)填充焊控制焊接速度不要过快。不应产生弧坑以免产生裂纹,(4)焊接时范围≤14mm,打底焊不允许,(5)每层焊后均需清理焊道,(6)焊补中如果发现有裂纹,未熔合,未焊透,夹渣,气孔等影响的缺陷,应将缺陷去除后方可继续补焊,(7)焊后焊缝表面与铸件外轮廓圆滑过渡。
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,铸件的气孔、夹渣等缺陷少,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。缺点及局限性:升液管寿命短,且在保温中金属液易氧化和产生夹渣。主要用来铸造一些要求高的铝合金和镁合金铸件,如气缸体、缸盖、曲轴箱和高速内燃机的铝等薄壁件。6.离心铸造离心铸造是将金属液浇入的铸型。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。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。
众所周知,塑料注射成形技术低廉的价格生产各种复杂形状的制品,但塑料制品强度不高,为了其性能,可以在塑料中添加金属或陶瓷粉末以强度较高。耐磨性好的制品,近年来,这一想法已发展演变为限度地固体粒子的含量并且在随后的烧结中完全除去粘结剂并使成形坯致密,消失模铸造是一种近无余量,成型的新工艺,该工艺无需取模,无分型面,无砂芯,因而铸件没有飞边。毛刺和拔模斜度,并了由于型芯组合而造成的尺寸误差,铸造又称液态模锻,是使熔融态金属或半固态合金,直接注入敞口模具中,随后闭合模具,以产生充填流动,到达制件外部形状,接着施以高压,使已凝固的金属(外壳)产生塑性变形。未凝固金属承受等静压,同时发生高压凝。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。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。
防止:炉料要妥善,表面要清洁;炉缸、前炉、出铁口、出铁槽、浇包必须烘干;浇注温度;不使用铝量过高的废钢;适当型砂的水分、控制煤粉加入量,扎通气孔等。13.缩松、疏松分散、的缩孔,带有树枝关结晶的称缩松,比缩松更的称疏松。常出现在热世部位。产生原因:铁水中碳、硅含量过低,收缩大;浇注速度太快、浇注温度过高,使得液态收缩大;浇注、冒口设计不当,无法实现顺序凝固;冒口太小,补缩不充分。防止:控制铁水的化学成分在规定范围内;浇注速度和浇注温度;改进浇冒口,利用顺序凝固;加大冒口体积,保证充分补缩。14.反白口铸件断口内部出现白口组织,边缘部分出现灰口。产生原因:碳、硅含量较高的铁。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。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。
对黑色合金铸件,也只限于形状较简单的中、小铸件。5.低压铸造低压铸造是指使金属在较低压力(0.02~0.06MPa)作用下充填铸型,并在压力下结晶以形成铸件的。低压铸造工艺原理图:1—保温室2—坩埚3—升液管4—贮气罐5—铸型低压铸造的工作原理下图所示。把熔炼好的金属液倒入保温坩埚,装上密封盖,升液导管使金属液与铸型相通,锁紧铸型,地向坩埚炉内通入干燥的压缩空气,金属液受气体压力的作用,由下而上沿着升液管和浇注充满型腔,并在压力下结晶,铸件成型后撤去坩埚内的压力,升液管内的金属液降回到坩埚内金属液面。开启铸型,取出铸件。低压铸造示意图优点:浇注时金属液的上升速度和结晶压力可以调。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。刷涂耐火涂料并烘干后,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,工艺流程:预发泡→发泡成型→浸涂料→烘干→造型→浇注→落砂→清理铸件精度,既可脱氧,脱硫,又可以细化晶粒,对NiCrMoV钢的测定表明:在相同的条件下。经稀土+硅钙处理的钢液,较之未处理的钢液,其抗裂能力高2倍以上,铸造工艺方面(1)在铸件的充填性的要求时,尽量钢液的浇注温度,对0.19%C的碳钢,在1550℃时浇注比在1600℃时浇注,其抗热裂能力几乎高一倍。(2)对于薄壁铸件,宜采用较高的浇注速度,如对某铸钢件,重量为125Kg,壁厚为15mm,浇注时间为14秒时不出现热裂,至40秒就观察到裂。
江西ZGCr28Ni48W5铸钢件抗高硫铸件 本次32.5万吨矿砂船的大型挂舵臂铸钢件的修复严格按照CCS规范和批准的WPS要求进行。该挂舵臂在后续的使用中在该部位未出现问题,这种新的粉末冶金成形称为金属注射成形,车削加工是指车床加工是机械加工的一部份,车床加工主要用车刀对的工件进行车削加工,车床主要用于加工轴,套和其他具有回转表面的工件。是机械制造和修配工厂中使用广的一类机床加工,车削加工是在车床上利用工件相对于对工件进行切削加工的,车削加工的切削能主要由工件而不是提供,车削是基本,常见的切削加工,在生产中占有十分重要的地位。车削适于加工回转表面,大部分具有回转表面的工件都可以用车削加工,如内外圆柱面。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。是由设计者决定的,生产方无法改变,但是,对于园角的大小。壁厚过渡处的处理等,可以与有关设计部门协商,按照铸造生产要求作适当修改,与铸铁件相比,浇注铸钢件具有以下的特点:浇注温度高达1580℃以上,钢液对铸型的热作用且时间长,一般采用底注包浇注,金属液对铸型的冲刷力大,钢液易与造型材料发生相互作用。使铸件产生气孔,粘砂和夹砂等缺陷,因此,对铸钢件湿型砂的要求比铸铁件高,铸钢件湿型砂的含水量应严格控制,一般为4¥--5%,面砂的透气性应大于100,背砂的透气性应在200以上,湿压强度应大于55千帕。铸型的表面硬度应在80-90.手工造型时型砂的紧实率控制在50%--55%,砂型铸造是制造其零件。