(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。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。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。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。铸件后铸型即损坏,必须重新造型,所以砂型铸造的生产效率较低;铸型的刚度不高,铸件的尺寸精度较差;铸件易于产生冲砂、夹砂、气孔等缺陷。2.熔模铸造用蜡料做模样时,熔模铸造又称"失蜡铸造"。熔模铸造通常是指在易熔材料制成模样,在模样表面若干层耐火材料制成型壳,再将模样熔化型壳,从而无分型面的铸型,经高温焙烧后即可填砂浇注的铸造方案。由于模样广泛采用蜡质材料来制造,故常将熔模铸造称为“失蜡铸造”。可用熔模铸造法生产的合金种类有碳素钢、合金钢、耐热合金、不锈钢、精金、永磁合金、轴承合金、铜合金、铝合金、钛合金和球墨铸铁等。熔模铸造工艺优点:尺寸精度较高。一般可达CT4-6(砂型铸造为CT10~1。
湖南ZG30Cr30Ni20铸钢件叶轮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。。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。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。
故在生产长管形铸件时可大幅度地金属充型能力,铸件致密度高,气孔,夹渣等缺陷少,力学性能高,便于制造筒,套类复合金属铸件,用于生产异形铸件时有一定的局限性,铸件内孔直径不准确,内孔表面比较粗糙,较差。加工余量大,铸件易产生比重偏析,应用:离心铸造早用于生产铸管,在冶金,矿山,交通,排灌机械,,汽车等行业中均采用离心铸造工艺,来生产钢,铁及非铁碳合金铸件,其中尤以离心铸铁管,内燃机缸套和轴套等铸件的生产为普遍。(6)金属型铸造(gritycasting)金属型铸造:指液态金属在重力作用下充填金属铸型并在型中冷却凝固而铸件的一种成型,优点:金属型的热导率和热容量大,冷却速。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。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。
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。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。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。
金属液在压力作用下冷却凝固而形成铸件,压铸时金属承受压力高,流速快产品好,尺寸,互换性好,生产效率高,压铸模使用多,适合大批大量生产,经济效益好,缺点:铸件容易产生的气孔和缩松,压铸件塑性低。不宜在冲击载荷及有震动的情况下工作,高熔点合金压铸时,铸型寿命低,影响压铸生产的扩大,应用:压铸件应用在汽车工业和仪表工业,后来逐步扩大到各个行业,如农业机械,机床工业,电子工业,工业,计算机,器械,钟表。照相机和日用五金等多个行业,(4)低压铸造(lowpressurecasting)低压铸造:是指使金属在较低压力(0.02-0.06MPa)作用,并在压力下结晶以形成铸件的,浇注时的压力和速度可以。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。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。
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。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。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。
湖南ZG30Cr30Ni20铸钢件叶轮 (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。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。否则称为[冷轧"。压延是金属加工中常用的手段,压力铸造的实质是在高压作用下,使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸型(压铸模具)型,随着时间,两侧逐渐凝固会产生收缩应力,两侧的应力会在此缺陷位置集中,但由于铸件温度较高。并无较度,在应力拉扯情况下,容易开裂,再者,若此位置再有夹砂之类的缺陷,便有了裂纹源,在应力集中的情况下,更容易产生热裂纹,为了避免此位置再次出现裂纹,在后续的产品生产中在此位置割筋,割筋冷却速度较快。在一定的时间内便会具有较高的强度,可以有效由于应力过大产生裂纹的倾向,型腔清洁程度,裂纹源,在此改进措施下,该系列船后续产品在该位置未再次产生裂纹,控。