在離心力作用下填充鑄型而凝固成形的一種鑄造。離心鑄造的分類根據(jù)鑄型軸線在空間的位置,常見(jiàn)的離心鑄造可分為兩種:離心鑄造:鑄型的軸線處于水平狀態(tài)或與水平線夾角很?。?4°)時(shí)的離心鑄造。立式離心鑄造:鑄型的軸線處于垂直狀態(tài)時(shí)的離心鑄造稱為立式離心鑄造。鑄型軸與水平線和垂直線都夾有較大角度的離心鑄造稱為傾斜軸離心鑄造,但應(yīng)用很少。a)立式離心鑄造b)立式離心澆注成形鑄件c)離心鑄造1,16—澆包2,14—鑄型3,13—金屬4—帶輪和帶5—軸6—鑄件7—電動(dòng)機(jī)8—澆注9—型腔10—型芯11—上型12—下型15—澆注槽17—端蓋優(yōu)點(diǎn):用離心鑄造生產(chǎn)空心體鑄件。鑄件在凝固和冷卻中,由于收縮受阻,各部位冷卻速度不同以及組織轉(zhuǎn)變引起 體積變化等原因,不可避免的會(huì)在鑄件內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。鑄件內(nèi)應(yīng)力會(huì)使鑄件在存放、后 序加工及使用中產(chǎn)生裂紋或變形,鑄件的尺寸精度和使用性能,甚至使鑄件報(bào)廢。壓鑄為CT5~7);可以金屬材料的利用率。熔模鑄造能顯著產(chǎn)品的成形表面和配合表面的加工量,節(jié)省加工臺(tái)時(shí)和刃具材料的消耗;能限度地毛坯與零件之間的相似程度,為零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)很大方便。鑄造形狀復(fù)雜的鑄件熔模鑄造能鑄出形狀十分復(fù)雜的鑄件,也能鑄造壁厚為0.5mm、重量小至1g的鑄件,還可以鑄造組合的、整體的鑄件;不受合金材料的。熔模鑄造法可以鑄造碳鋼、合金鋼、球墨鑄鐵、銅合金和鋁合金鑄件,還可以鑄造高溫合金、鎂合金、鈦合金以及等材料的鑄件。對(duì)于難以鍛造、焊接和切削加工的合金材料,特別適宜于用精鑄鑄造;生產(chǎn)靈活性高、適應(yīng)性強(qiáng)熔模鑄造既適用于大批量生產(chǎn),也適用小批量生產(chǎn)甚至單件生。因此,對(duì)于有較大鑄造殘留應(yīng)力的鑄件,尤其是形狀復(fù)雜的大型鑄件,應(yīng)在機(jī)械加工 前進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力處理。鑄件在焊補(bǔ)時(shí)也會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,因此,焊補(bǔ)后的鑄件也應(yīng)進(jìn)行 內(nèi)應(yīng)力處理。直澆道中鐵水的水平面與鑄件的鐵水水平面相平,邊部略呈圓形。產(chǎn)生原因:澆包中鐵水量不夠;澆道狹小,澆注速度又過(guò)快,當(dāng)鐵水從澆口杯外溢時(shí),操作者誤認(rèn)為鑄型已經(jīng)充滿,停澆過(guò)早。防止:正確估計(jì)澆包中的鐵水量;對(duì)澆道狹小的鑄型,適當(dāng)放慢澆注速度,保證鑄型充滿。3.損傷鑄件損傷斷缺。產(chǎn)生原因:鑄件落砂過(guò)于,或在搬運(yùn)中鑄件受到?jīng)_撞而損壞;滾筒清理時(shí),鑄件裝料不當(dāng),鑄件的薄弱部分在翻滾時(shí)被碰斷;冒口、冒口頸截面尺寸過(guò)大;冒口頸沒(méi)有做出敲斷面(凹槽)。或敲除澆冒口的不正確,使鑄件本體損傷缺肉。防止:鑄件在落砂清理和搬運(yùn)時(shí),注意避免各種形式的沖撞、振擊,避免不合理的丟放;滾筒清理時(shí)嚴(yán)格按工藝規(guī)程和要求進(jìn)行操。
河南Cr28Ni48W5Co5鑄鋼件無(wú)縫管常采用的鑄件內(nèi)應(yīng)力處理是自然時(shí)效和人工時(shí)效。自然時(shí)效是將鑄件 平穩(wěn)地放置在空地上,一般放置6-18個(gè)月,好經(jīng)過(guò)夏季和冬季。大型鑄鐵件,如床 身,機(jī)架等一般采用這種時(shí)效此項(xiàng)工藝認(rèn)可是CCS對(duì)鑄鋼件生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行工廠認(rèn)可和對(duì)其進(jìn)行生產(chǎn)的鑄鋼件開(kāi)展檢驗(yàn)工作的必要條件。焊補(bǔ)的應(yīng)嚴(yán)格此缺陷修補(bǔ)認(rèn)可工藝及CCS材料與焊接規(guī)范的要求,缺陷的發(fā)現(xiàn)和初步清理本實(shí)例缺陷位于掛舵臂大端軸孔處,經(jīng)超聲波(斜)測(cè)定:長(zhǎng)度沿著軸線方向,長(zhǎng)度約300mm,斷面沿徑線方向向內(nèi)部擴(kuò)展。深度約60mm,圖12超聲波探傷(斜)圖13缺陷位置示意CCS規(guī)范要求鑄鋼件缺陷可采用打磨,機(jī)加工,或鈚鑿加打磨,或氣割或碳弧氣刨加打磨的去除,重要鑄件采用氣割或碳弧氣刨鏟除缺陷時(shí),可視鑄件的化學(xué)成分。缺陷大小和性質(zhì),進(jìn)行必要的預(yù)熱,本次缺陷的采用了碳弧氣刨加砂輪打磨的,電壓25-35V。。自然時(shí)效鑄件尺寸的效果比人工時(shí)效好,但周 期長(zhǎng),因此中小鑄件、甚至大鑄件通常都采用人工時(shí)效來(lái)內(nèi)應(yīng)力。人工時(shí)效通 常指對(duì)鑄件進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力回火,即將鑄件加熱到塑性變形溫度范圍保持一段時(shí)間,使 鑄件各部位溫度均勻化,從而釋放鑄件內(nèi)應(yīng)力,使鑄件尺寸趨于,然后使鑄件在爐內(nèi) 冷卻到彈性變形溫度范圍后出爐空冷。此外,振動(dòng)時(shí)效作為一種鑄件內(nèi)應(yīng)力的 新工藝,由于其能耗和處理成本較低,且在內(nèi)應(yīng)力及保證鑄件尺寸性方面效果 顯著,也越來(lái)越受到。修改冒口和冒口頸尺寸,做出冒口頸敲斷面,正確打澆冒口的方向。4.粘砂和表面粗糙粘砂是一種鑄件表面缺陷,為鑄件表面粘附著難以的砂粒;如鑄件經(jīng)砂粒后出現(xiàn)凹凸不平的不光滑表面,稱表面粗糙。產(chǎn)生原因:砂粒太粗、砂型緊實(shí)度不夠;型砂中水分太高,使型砂不易緊實(shí);澆注速度太快、壓力過(guò)大、溫度過(guò)高;型砂中煤粉太少;模板烘溫過(guò)高,表面型砂干枯;或模板烘溫過(guò)低,型砂粘附在模板上。防止:在透氣性足夠的情況下,使用較細(xì)原砂,并適當(dāng)型砂緊實(shí)度;保證型砂中的有效煤粉含量;嚴(yán)格控制砂水分;改進(jìn)澆注,改進(jìn)澆注操作、澆注溫度;控制模板烘烤溫度,一般與型砂溫度相等或略高。5.砂眼在鑄件內(nèi)部或表面充塞有型砂的孔。
市場(chǎng)上的需求,國(guó)內(nèi)制造業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩的情況越發(fā)凸顯出來(lái),市場(chǎng)上僅有的一些訂貨除了價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)激烈到白刃,對(duì)于產(chǎn)品的要求也是更加嚴(yán)格,像鑄鋼件的氣孔問(wèn)題在過(guò)去不算什么大的問(wèn)題,而現(xiàn)在卻經(jīng)常會(huì)造成產(chǎn)品報(bào)費(fèi)的嚴(yán)重后果。改革開(kāi)放三十多年來(lái),上許多先進(jìn)的技術(shù)要求也逐漸的走進(jìn)了我們身邊,從而壓鑄件力學(xué)性能和表面的先進(jìn)壓鑄工藝,或壓鑄件內(nèi)部的氣孔,壓鑄件的機(jī)械性能和表面,鍍覆性能;型腔的反壓力??墒褂幂^低的比壓及鑄造性能較差的合金,有可能用小機(jī)器壓鑄較大的鑄件;了充填條件,可壓鑄較薄的鑄件;模具密封結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造及安裝較困難,因而成本較高;真空壓鑄法如控制不當(dāng),效果就不是很顯。白口鑄鐵件內(nèi)應(yīng)力退火合金元素含量高的高合金白口鑄鐵,尤其是高硅鑄鐵和高鉻鑄鐵,由于熱導(dǎo)率低和 線收縮率大,鑄件在凝固冷卻后有較大的殘留應(yīng)力,如不及時(shí)退火予以,極易在放 置、運(yùn)輸、加工和使用中自行開(kāi)裂,所以必須進(jìn)行人工時(shí)效。或加工量很小,所以既了金屬利用率,又了大量的加工設(shè)備和工時(shí);鑄件價(jià)格便易;可以采用組合壓鑄以其他金屬或非金屬材料。既節(jié)省裝配工時(shí)又節(jié)省金屬。缺點(diǎn)及局限性:壓鑄時(shí)由于液態(tài)金屬充填型腔速度高,流態(tài)不,故采用一般壓鑄法,鑄件易產(chǎn)生氣孔,不能進(jìn)行熱處理;對(duì)內(nèi)凹復(fù)雜的鑄件,壓鑄較為困難;高熔點(diǎn)合金(如銅,黑色金屬),壓鑄型壽命較低;不宜小批量生產(chǎn),其主要原因是壓鑄型制造成本高,壓鑄機(jī)生產(chǎn)效率高,小批量生產(chǎn)不經(jīng)濟(jì)。4.金屬型鑄造又稱硬模鑄造,它是將金屬澆入金屬鑄型,以鑄件的一種鑄造。鑄型是用金屬制成,可以反復(fù)使用多次(幾百次到幾千次),又叫型鑄造。金屬型的結(jié)構(gòu)一般的,金屬型用鑄鐵和鑄鋼制。
煤粉在型砂中的作用和應(yīng)用鑄鐵件濕型砂里常加入一定量的煤粉。故有人稱這種型砂為煤粉砂,加入煤粉主要是為了鑄鐵件的表面,防止鑄件產(chǎn)生粘砂,夾砂等缺陷,其作用原理目前有以下幾種看法:1.煤粉受熱產(chǎn)生大量的還原性氣體,防止鐵液被氧化,或防止金屬氧化物與造型材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。2.煤粉在高溫液態(tài)金屬熱作用下產(chǎn)生大量的氣體,使金屬液與鑄型材料之間和囪??紫吨械臍怏w壓力猛增,有效地防止液態(tài)金屬的滲入,3.煤粉受熱軟化,結(jié)焦變成膠質(zhì)體,堵塞或砂粒的孔隙,使液態(tài)金屬難以滲入。4.煤粉中的揮發(fā)分在400℃以上的還原性下裂解成光亮碳,它是一種微晶碳或不定型石墨,不被鐵液及其他氧化物,就會(huì)形成熱。高合金白口鑄鐵的人工時(shí)效工藝,一般是以20-100℃/h 的加熱速度使鑄件升溫到800-900℃,保溫一段時(shí)間后以20-50℃ 的冷卻速度隨爐冷卻到100-150℃以下出爐。形狀復(fù)雜和導(dǎo)熱性極差的鑄件,加熱速度和冷卻速度取下限;一般鑄件的加熱 速度和冷卻速度取上限。保溫時(shí)間t=δ/25(h),式中δ為鑄件厚度(mm)。
以下是實(shí)際生產(chǎn)中采用的高硅耐酸鑄鐵件和高鉻鑄鐵件的人工時(shí)效規(guī)范。生產(chǎn)效率,應(yīng)用:用連續(xù)鑄造法可以澆注鋼。銅合金,鋁合金,鎂合金等斷面形狀不變的長(zhǎng)鑄件,壓鑄(壓鑄是一種壓力鑄造的簡(jiǎn)稱)是一種金屬鑄造工藝,其特點(diǎn)是利用模具腔對(duì)融化的金屬施加高壓,模具通常是用強(qiáng)度更高的合金加工而成的,這個(gè)有些類似注塑成型。砂型鑄造就是用砂子制造鑄模,俗稱翻砂,砂型鑄造需要在砂子中放入成品零件模型或木制模型(模樣),然后在模樣填滿砂子,開(kāi)箱取出模樣以后砂子形成鑄模,為了在澆鑄金屬之前取出模型,鑄模應(yīng)做成兩個(gè)或更多個(gè)部分;在鑄模制作中。必須留出向鑄模內(nèi)澆鑄金屬的孔和排氣孔,合成澆注,鑄模澆注金屬以后保持適當(dāng)時(shí)間,一直到金屬凝固,取出零件后,鑄模被毀,因此必須為每個(gè)鑄造件制作新。
可省去型芯、澆注和冒口;由于時(shí)金屬在所產(chǎn)生的離心力作用下,密度大的金屬被推往外壁,而密度小的氣體、熔渣向表面,形成自外向內(nèi)的定向凝固,因此補(bǔ)縮條件好,鑄件組織致密,力學(xué)性能好;便于澆注“雙金屬”軸套和軸瓦,如在鋼套內(nèi)鑲鑄一薄層銅襯套,可節(jié)省價(jià)格較貴的銅料;充型能力好;和澆注和冒口方面的消耗。缺點(diǎn)及局限性:鑄件內(nèi)表面粗糙,尺寸誤差大,品質(zhì)差;不適用于密度偏析大的合金(如鉛青銅)及鋁、鎂等合金。鑄造缺陷及其控制鑄件缺陷種類繁多,產(chǎn)生缺陷的原因也十分復(fù)雜。它不僅與鑄型工藝有關(guān),而且還與鑄造合金的性制、合金的熔煉、造型材料的性能等一系列因素有關(guān)。因此,分析鑄件缺陷產(chǎn)生的原因。高硅鑄鐵件(ω(C)=0.3%-0.8% , ω(Si)=14.5%、ω(Mn)=0.3%-0.8%、ω(S)≤0.07%、ω(P)≤0.1%)。簡(jiǎn)單的中、小鑄件以100℃/h 的加熱速度升溫至 850℃-900℃,保溫1-2h后以30-50℃/h 的冷卻速度隨爐冷卻;形狀較復(fù)雜的鑄件,應(yīng)在凝固后冷卻至700℃左右時(shí)即出型送入已預(yù)熱到該溫度的退火爐中,然后升溫至780-850℃,保溫2-4h后以30-50℃/h 的冷卻速度隨爐冷卻。整個(gè)熱處理去應(yīng)力要求封閉操作,并采用耐火材料覆蓋緩冷,圖16焊后熱處理焊后探傷檢查在焊后熱處理后。焊補(bǔ)處及其臨近的母材應(yīng)打磨光滑,使用原來(lái)的無(wú)損探傷做復(fù)查,以確保修補(bǔ)處的要求,本次缺陷修補(bǔ),保溫冷卻48小時(shí)后按照IACS,REC,69的要求對(duì)缺陷周圍進(jìn)行了超聲波和磁粉探傷,超聲波探傷采用直和斜。盡可能地覆蓋缺陷可能出現(xiàn)的各個(gè)方向,經(jīng)無(wú)損探傷未發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷,圖17焊后探傷檢驗(yàn)缺陷原因分析及改進(jìn)措施該缺陷位于軸孔中間部位,相對(duì)于較厚的兩側(cè)截面,此位置,在凝固中降溫快,凝固,而此時(shí)兩側(cè)厚大部位仍有液相存在。形成原因?yàn)樵谀讨欣鋮s不均勻,局部應(yīng)力集中,超過(guò)金屬的彈性極限。
推動(dòng)金屬液通過(guò)鵝頸管進(jìn)入型腔。金屬液凝固后,壓鑄模具打開(kāi),取出鑄件,完成一個(gè)壓鑄循環(huán)。壓鑄工藝流程圖優(yōu)點(diǎn):產(chǎn)品好。鑄件尺寸精度高,一般相當(dāng)于6~7級(jí),甚至可達(dá)4級(jí);表面光潔度好,一般相當(dāng)于5~8級(jí);強(qiáng)度和硬度較高,強(qiáng)度一般比砂型鑄造25~30%,但延伸率約70%;尺寸,互換性好;可壓鑄薄壁復(fù)雜的鑄件;生產(chǎn)效率高。機(jī)器生產(chǎn)率高,例如國(guó)產(chǎn)JⅢ3型冷空壓鑄機(jī)平均八小時(shí)可壓鑄600~700次,小型熱室壓鑄機(jī)平均每八小時(shí)可壓鑄3000~7000次;壓鑄型壽命長(zhǎng),一付壓鑄型,壓鑄鐘合金,壽命可達(dá)幾十萬(wàn)次,甚至上百萬(wàn)次;易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化;經(jīng)濟(jì)效果優(yōu)良。由于壓鑄件尺寸,表泛光潔等優(yōu)點(diǎn)。一般不再進(jìn)行機(jī)械加工而直接使。高鉻鑄鐵件(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%),將鑄件加熱至820-850℃鑄件溫度在500℃ 以下時(shí)加熱速度為20℃/h,鑄件溫度在500℃以上時(shí)加熱速度為50℃/h保溫,保溫時(shí)間 保溫時(shí)間t=δ/25(h),式中δ為鑄件厚度(mm),然后以25-40℃/h的冷卻速度隨爐冷卻至100-150℃出爐空冷。眾所周知,塑料注射成形技術(shù)低廉的價(jià)格生產(chǎn)各種復(fù)雜形狀的制品,但塑料制品強(qiáng)度不高,為了其性能,可以在塑料中添加金屬或陶瓷粉末以強(qiáng)度較高。耐磨性好的制品,近年來(lái),這一想法已發(fā)展演變?yōu)橄薅鹊毓腆w粒子的含量并且在隨后的燒結(jié)中完全除去粘結(jié)劑并使成形坯致密,消失模鑄造是一種近無(wú)余量,成型的新工藝,該工藝無(wú)需取模,無(wú)分型面,無(wú)砂芯,因而鑄件沒(méi)有飛邊。毛刺和拔模斜度,并了由于型芯組合而造成的尺寸誤差,鑄造又稱液態(tài)模鍛,是使熔融態(tài)金屬或半固態(tài)合金,直接注入敞口模具中,隨后閉合模具,以產(chǎn)生充填流動(dòng),到達(dá)制件外部形狀,接著施以高壓,使已凝固的金屬(外殼)產(chǎn)生塑性變形。未凝固金屬承受等靜壓,同時(shí)發(fā)生高壓凝。
河南Cr28Ni48W5Co5鑄鋼件無(wú)縫管 煤粉在型砂中的作用和應(yīng)用鑄鐵件濕型砂里常加入一定量的煤粉。故有人稱這種型砂為煤粉砂,加入煤粉主要是為了鑄鐵件的表面,防止鑄件產(chǎn)生粘砂,夾砂等缺陷,其作用原理目前有以下幾種看法:1.煤粉受熱產(chǎn)生大量的還原性氣體,防止鐵液被氧化,或防止金屬氧化物與造型材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。2.煤粉在高溫液態(tài)金屬熱作用下產(chǎn)生大量的氣體,使金屬液與鑄型材料之間和囪??紫吨械臍怏w壓力猛增,有效地防止液態(tài)金屬的滲入,3.煤粉受熱軟化,結(jié)焦變成膠質(zhì)體,堵塞或砂粒的孔隙,使液態(tài)金屬難以滲入。4.煤粉中的揮發(fā)分在400℃以上的還原性下裂解成光亮碳,它是一種微晶碳或不定型石墨,不被鐵液及其他氧化物,就會(huì)形成熱。球墨鑄鐵件內(nèi)應(yīng)力時(shí)效處理球墨鑄鐵彈性模量較高且對(duì)凝固冷卻速度非常,其鑄件內(nèi)應(yīng)力一般比灰鑄鐵件高1-2倍,與白口鑄鐵相近。因此,對(duì)形狀復(fù)雜、壁厚差較大的球墨鑄鐵件,即使無(wú)特殊 的熱處理要求,一般也應(yīng)進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力的低溫時(shí)效處理。球墨鑄鐵件的應(yīng)力傾向 比灰鑄鐵小,且與其基體組織有關(guān),其低溫時(shí)效回火的工藝要點(diǎn)是:將鑄件加熱到Ac1以 下溫度保溫一段時(shí)間后隨爐冷卻到彈性溫度范圍,于200-250℃出爐空冷。但目前 國(guó)內(nèi)鑄造廠家多采用鑄態(tài)球墨鑄鐵工藝生產(chǎn)球墨鑄鐵件,對(duì)這類球墨鑄鐵件一般不需要 進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力的低溫時(shí)效回火處理。采用對(duì)甲苯磺酸作催化劑會(huì)增硫,從而加大熱裂傾向性,高溫金屬凝固時(shí)產(chǎn)生的收縮受到砂芯(型)較大的阻力。使鑄件產(chǎn)生應(yīng)力和變形,而合金表面增硫,又了抗熱裂的能力,當(dāng)應(yīng)力或變形超過(guò)合金在該溫度下的強(qiáng)度極限或變形能力時(shí),超聲波探傷根據(jù)CCS的相關(guān)要求,鑄鋼件超聲波檢測(cè)時(shí)依據(jù)的為IACSRec,69(優(yōu)先)。GB/T7233及ASTMA609,由于鑄鋼件晶粒,不易選擇太高的探測(cè),超聲波掃查應(yīng)采用1MHZ-4MHZ(通常2MHz)的,應(yīng)合理選擇適合的,在平行截面處,應(yīng)選擇直用于探測(cè)耦合情況和材料的衰減情況,在機(jī)加工表面。應(yīng)選用雙晶直做25mm深度范圍的近表面檢查,在機(jī)加工。