内外圆锥面,端面,沟槽,螺纹和回转成形面等,所用主要是车刀,铣削加工铣削是将毛坯固定,用高速的铣刀在毛坯上走刀。切出需要的形状和特,铸造工艺流程见图2,32.5万吨矿砂船挂舵臂使用地坑组芯造型,铸造工艺设计为平浇,见图3,铸件实体处于平躺状态,选择高度方向的对称中分面为铸件分型面,分为上,下型浇注,内腔采用整体芯子。芯盒采用钢骨架结构,图2挂舵臂铸造工艺流程图图3挂舵臂浇注示意图从生产工艺来看,挂舵臂铸钢件的生产工序较多,钢水的,砂型的性能,造型紧实度控制,合箱时型腔控制,浇注温度和速度,开箱温度,热处理控制等各个环节都会影响终的产品。挂舵臂形状复杂,主体为薄壁长筒结构,两端分别连接厚大的下舵承和下舵钮结。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。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。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。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。
河北45Cr28Ni48W5Si2铸钢件套筒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。。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。
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。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。铸件在金属型内收缩量愈大,取出采用困难,而且铸件易产生大的内应力和裂纹。通常铸铁件的出型温度700~950℃,开型时间为浇注后10~60秒。优点:与砂型铸造相比,金属型铸造有如下优点:复用性好,可“一型多铸”,节省了造型材料和造型工时。由于金属型对铸件的冷却能力强,使铸件的组织致密、机械性能高。铸件的尺寸精度高,公差等级为IT12~IT14;表面粗糙度较低,Ra为6.3m。金属型铸造不用砂或用砂少,了劳动条件。缺点及局限性:金属型的制造成本高、周期长、工艺要求严格,不适用于单件小批量铸件的生产,主要适用于有色合金铸件的大批量生产,如飞机、汽车、内燃机、摩托车等用的铝、汽缸体、汽缸盖、油泵壳体及铜合金的轴瓦、轴套。
(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。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。要从具体情况出发,根据缺陷的特征、位置、采用的工艺和所用型砂等因素,进行综合分析,然后采取相应的技术措施,防止和缺陷。1.浇不到铸件局部有残缺、常出现在薄壁部位、离浇道远部位或铸件上部。残缺的边角圆滑光亮不粘砂。产生原因:浇注温度低、浇注速度太慢或断续浇注;横浇道、内浇道截面积小;铁水成分中碳、硅含量过低;型砂中水分、煤粉含量过多,发气量大,或含泥量太高,透气性不良;上砂型高度不够,铁水压力不足。防止:浇注温度、加快浇注速度,防止断续浇注;加大横浇道和内浇道的截面积;炉后配料,适当碳、硅含量;铸型中加强排气,型砂中的煤粉,有机物加入量;上砂箱高度。2.未浇满铸件上部残。
压铸为CT5~7);可以金属材料的利用率。熔模铸造能显著产品的成形表面和配合表面的加工量,节省加工台时和刃具材料的消耗;能限度地毛坯与零件之间的相似程度,为零件的结构设计带来很大方便。铸造形状复杂的铸件熔模铸造能铸出形状十分复杂的铸件,也能铸造壁厚为0.5mm、重量小至1g的铸件,还可以铸造组合的、整体的铸件;不受合金材料的。熔模铸造法可以铸造碳钢、合金钢、球墨铸铁、铜合金和铝合金铸件,还可以铸造高温合金、镁合金、钛合金以及等材料的铸件。对于难以锻造、焊接和切削加工的合金材料,特别适宜于用精铸铸造;生产灵活性高、适应性强熔模铸造既适用于大批量生产,也适用小批量生产甚至单件生。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。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。
这个不算什么的要求却使得产品一下子了一个很大的台阶,本来在铸钢件的一些部位存在有少量的气孔是不会影响到使用效果的。这种情况就好像我们常见的空心结构比实心结构强度不差一样,但是我们不要想让市场要求适应我们而是我们去适应市场要求,所以解决铸钢件的气孔问题就成了我们现阶段迫切需要的了,铸钢件生产是一个多工序共同努力才能完成的工作。影响产品的因素是多方面的,造成气孔产生的原因也是多方面的,为了能够让人更好的理解气孔的产生原因和,需要我们来从各个方面逐一进行分析和找出解决的办法以争取这类问题的产生,冶炼原材料的控制是一个很重要的环节。先说冶炼的原材料,应结合工艺梳理其制造难点和易出现的问。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。要从具体情况出发,根据缺陷的特征、位置、采用的工艺和所用型砂等因素,进行综合分析,然后采取相应的技术措施,防止和缺陷。1.浇不到铸件局部有残缺、常出现在薄壁部位、离浇道远部位或铸件上部。残缺的边角圆滑光亮不粘砂。产生原因:浇注温度低、浇注速度太慢或断续浇注;横浇道、内浇道截面积小;铁水成分中碳、硅含量过低;型砂中水分、煤粉含量过多,发气量大,或含泥量太高,透气性不良;上砂型高度不够,铁水压力不足。防止:浇注温度、加快浇注速度,防止断续浇注;加大横浇道和内浇道的截面积;炉后配料,适当碳、硅含量;铸型中加强排气,型砂中的煤粉,有机物加入量;上砂箱高度。2.未浇满铸件上部残。
河北45Cr28Ni48W5Si2铸钢件套筒 (8)铸造(squeezingcasting)铸造:是使液态或半固态金属在高压下凝固。流动成形,直接制件或毛坯的,它具有液态金属利用率高,工序简化和等优点,是一种节能型的,具有潜在应用前景的金属成形技术,直接铸造:喷涂料,浇合金,合模,加压,保压,泄压,分模,毛坯脱模。复位,间接铸造:喷涂料,合模,给料,充型,加压,保压,泄压,分模,毛坯脱模,复位,可内部的气孔,缩孔和缩松等缺陷,表面粗糙度低,尺寸精度高,可防止铸造裂纹的产生,便于实现机械化,自动化,应用:可用于生产各种类型的合金。如铝合金,锌合金,铜合金,球墨铸铁等(9)消失模铸造(Lostfoamcasting)消失模铸造(又称实型铸造):是将与铸件尺寸形状相似的石蜡或泡沫模型粘结组合成模型。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。(3)在铸件易发生裂纹处设置防裂筋,是防止铸钢件热裂的有效措施。(4)及时松箱,也有助于热裂,因为可以铸件的收缩应力,造型材料方面(1)树脂加入量,铣削较多地用于铣轮廓和槽等简单外形/特征,数控铣床可以进行复杂外形和特征的加工,铣镗加工中心可进行三轴或多轴铣镗加工。用于加工,模具,检具,胎具,薄壁复杂曲面,人工假体,叶片等,在选择数控铣削加工内容时,应充分发挥数控铣床的优势和关键作用,刨削加工是用刨刀对工件作水平相对直线往复运动的切削加工,主要用于零件的外形加工。刨削加工的精度为IT9~IT7,表面粗糙度Ra为6.3~1.6um,磨削加工磨削是指用磨料,磨具切除工件上多余材料的加工方。