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鑄型軸線在空間的位置,常見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°)時的離心鑄造。立式離心鑄造:鑄型的軸線處于垂直狀態(tài)時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—電動機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:用離心鑄造生產空心體鑄件。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變引起 體積變化等原因,不可避免的會在鑄件內產生內應力。鑄件內應力會使鑄件在存放、后 序加工及使用中產生裂紋或變形,鑄件的尺寸精度和使用性能,甚至使鑄件報廢。壓鑄為CT5~7);可以金屬材料的利用率。熔模鑄造能顯著產品的成形表面和配合表面的加工量,節(jié)省加工臺時和刃具材料的消耗;能限度地毛坯與零件之間的相似程度,為零件的結構設計帶來很大方便。鑄造形狀復雜的鑄件熔模鑄造能鑄出形狀十分復雜的鑄件,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;生產靈活性高、適應性強熔模鑄造既適用于大批量生產,也適用小批量生產甚至單件生。因此,對于有較大鑄造殘留應力的鑄件,尤其是形狀復雜的大型鑄件,應在機械加工 前進行內應力處理。鑄件在焊補時也會產生內應力,因此,焊補后的鑄件也應進行 內應力處理。應目視檢查整個鑄鋼件的表面。核查是否有缺陷存在,對于受到形狀影響應力集中的重要部位,應采用磁粉探傷檢查,對于后續(xù)仍需加工的部位,則應使用超聲波的確認加工面無缺陷,掛舵臂鑄鋼件的表面目視檢查和磁粉探傷掛舵臂鑄鋼件的表面檢查包括目視檢查和磁粉探傷。目視檢查應覆蓋整個產品的表面,在檢查之前,產品表面應無氧化皮,油污,油漆,水垢等,磁粉探傷應GB9444或IACSRec,69(優(yōu)先)的要求進行,磁粉檢查的部位應按照的規(guī)定進行,應重點檢查所有批準圖紙指明的部位。填角和截面突變處,焊接坡口處寬度30mm的范圍內,型芯撐處,用氣割,火焰清理或碳弧氣刨加工過的部位,焊補修復處,使用中有可能承受高應力部位及鑄造工藝中設置外冷鐵和鑄筋的位置。
江西ZGNiCr28W鑄鋼件沉沒輥常采用的鑄件內應力處理是自然時效和人工時效。自然時效是將鑄件 平穩(wěn)地放置在空地上,一般放置6-18個月,好經過夏季和冬季。大型鑄鐵件,如床 身,機架等一般采用這種時效此項工藝認可是CCS對鑄鋼件生產企業(yè)進行工廠認可和對其進行生產的鑄鋼件開展檢驗工作的必要條件。焊補的應嚴格此缺陷修補認可工藝及CCS材料與焊接規(guī)范的要求,缺陷的發(fā)現和初步清理本實例缺陷位于掛舵臂大端軸孔處,經超聲波(斜)測定:長度沿著軸線方向,長度約300mm,斷面沿徑線方向向內部擴展。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,可視鑄件的化學成分。缺陷大小和性質,進行必要的預熱,本次缺陷的采用了碳弧氣刨加砂輪打磨的,電壓25-35V。。自然時效鑄件尺寸的效果比人工時效好,但周 期長,因此中小鑄件、甚至大鑄件通常都采用人工時效來內應力。人工時效通 常指對鑄件進行內應力回火,即將鑄件加熱到塑性變形溫度范圍保持一段時間,使 鑄件各部位溫度均勻化,從而釋放鑄件內應力,使鑄件尺寸趨于,然后使鑄件在爐內 冷卻到彈性變形溫度范圍后出爐空冷。此外,振動時效作為一種鑄件內應力的 新工藝,由于其能耗和處理成本較低,且在內應力及保證鑄件尺寸性方面效果 顯著,也越來越受到。市場上的需求,國內制造業(yè)產能過剩的情況越發(fā)凸顯出來,市場上僅有的一些訂貨除了價格競爭激烈到白刃,對于產品的要求也是更加嚴格,像鑄鋼件的氣孔問題在過去不算什么大的問題,而現在卻經常會造成產品報費的嚴重后果。改革開放三十多年來,上許多先進的技術要求也逐漸的走進了我們身邊,從而壓鑄件力學性能和表面的先進壓鑄工藝,或壓鑄件內部的氣孔,壓鑄件的機械性能和表面,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;模具密封結構復雜,制造及安裝較困難,因而成本較高;真空壓鑄法如控制不當,效果就不是很顯。
市場上的需求,國內制造業(yè)產能過剩的情況越發(fā)凸顯出來,市場上僅有的一些訂貨除了價格競爭激烈到白刃,對于產品的要求也是更加嚴格,像鑄鋼件的氣孔問題在過去不算什么大的問題,而現在卻經常會造成產品報費的嚴重后果。改革開放三十多年來,上許多先進的技術要求也逐漸的走進了我們身邊,從而壓鑄件力學性能和表面的先進壓鑄工藝,或壓鑄件內部的氣孔,壓鑄件的機械性能和表面,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;模具密封結構復雜,制造及安裝較困難,因而成本較高;真空壓鑄法如控制不當,效果就不是很顯。白口鑄鐵件內應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,由于熱導率低和 線收縮率大,鑄件在凝固冷卻后有較大的殘留應力,如不及時退火予以,極易在放 置、運輸、加工和使用中自行開裂,所以必須進行人工時效。防止:爐料要妥善,表面要清潔;爐缸、前爐、出鐵口、出鐵槽、澆包必須烘干;澆注溫度;不使用鋁量過高的廢鋼;適當型砂的水分、控制煤粉加入量,扎通氣孔等。13.縮松、疏松分散、的縮孔,帶有樹枝關結晶的稱縮松,比縮松更的稱疏松。常出現在熱世部位。產生原因:鐵水中碳、硅含量過低,收縮大;澆注速度太快、澆注溫度過高,使得液態(tài)收縮大;澆注、冒口設計不當,無法實現順序凝固;冒口太小,補縮不充分。防止:控制鐵水的化學成分在規(guī)定范圍內;澆注速度和澆注溫度;改進澆冒口,利用順序凝固;加大冒口體積,保證充分補縮。14.反白口鑄件斷口內部出現白口組織,邊緣部分出現灰口。產生原因:碳、硅含量較高的鐵。
對黑色合金鑄件,也只限于形狀較簡單的中、小鑄件。5.低壓鑄造低壓鑄造是指使金屬在較低壓力(0.02~0.06MPa)作用下充填鑄型,并在壓力下結晶以形成鑄件的。低壓鑄造工藝原理圖:1—保溫室2—坩堝3—升液管4—貯氣罐5—鑄型低壓鑄造的工作原理下圖所示。把熔煉好的金屬液倒入保溫坩堝,裝上密封蓋,升液導管使金屬液與鑄型相通,鎖緊鑄型,地向坩堝爐內通入干燥的壓縮空氣,金屬液受氣體壓力的作用,由下而上沿著升液管和澆注充滿型腔,并在壓力下結晶,鑄件成型后撤去坩堝內的壓力,升液管內的金屬液降回到坩堝內金屬液面。開啟鑄型,取出鑄件。低壓鑄造示意圖優(yōu)點:澆注時金屬液的上升速度和結晶壓力可以調。高合金白口鑄鐵的人工時效工藝,一般是以20-100℃/h 的加熱速度使鑄件升溫到800-900℃,保溫一段時間后以20-50℃ 的冷卻速度隨爐冷卻到100-150℃以下出爐。形狀復雜和導熱性極差的鑄件,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。保溫時間t=δ/25(h),式中δ為鑄件厚度(mm)。
以下是實際生產中采用的高硅耐酸鑄鐵件和高鉻鑄鐵件的人工時效規(guī)范。有各自的優(yōu)勢和劣勢,其生產優(yōu)缺點比較見表在我國,水玻璃砂工藝是生產鑄鋼件的主要型砂工藝種類,水玻璃砂具有明顯的優(yōu)勢,故可適用于各種不同鑄型(如金屬型,砂型等),鑄造各種合金及各種大小的鑄件,采用底注式充型。金屬液充型平穩(wěn),無現象,可避免卷入氣體及對型壁和型芯的沖刷,了鑄件的合格率,鑄件在壓力下結晶,鑄件組織致密,輪廓清晰,表面光潔,力學性能較高,對于大薄壁件的鑄造尤為有利,省去補縮冒口,金屬利用率到90-98%,勞動強度低。勞動條件好,設備簡易,易實現機械化和自動化,應用:以產品為主(氣缸頭,輪轂,氣缸架等),(5)離心鑄造(centrifugalcasting)離心鑄造:是將金屬液澆入的鑄型。
可省去型芯、澆注和冒口;由于時金屬在所產生的離心力作用下,密度大的金屬被推往外壁,而密度小的氣體、熔渣向表面,形成自外向內的定向凝固,因此補縮條件好,鑄件組織致密,力學性能好;便于澆注“雙金屬”軸套和軸瓦,如在鋼套內鑲鑄一薄層銅襯套,可節(jié)省價格較貴的銅料;充型能力好;和澆注和冒口方面的消耗。缺點及局限性:鑄件內表面粗糙,尺寸誤差大,品質差;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,產生缺陷的原因也十分復雜。它不僅與鑄型工藝有關,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。因此,分析鑄件缺陷產生的原因。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;形狀較復雜的鑄件,應在凝固后冷卻至700℃左右時即出型送入已預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。推動金屬液通過鵝頸管進入型腔。金屬液凝固后,壓鑄模具打開,取出鑄件,完成一個壓鑄循環(huán)。壓鑄工藝流程圖優(yōu)點:產品好。鑄件尺寸精度高,一般相當于6~7級,甚至可達4級;表面光潔度好,一般相當于5~8級;強度和硬度較高,強度一般比砂型鑄造25~30%,但延伸率約70%;尺寸,互換性好;可壓鑄薄壁復雜的鑄件;生產效率高。機器生產率高,例如國產JⅢ3型冷空壓鑄機平均八小時可壓鑄600~700次,小型熱室壓鑄機平均每八小時可壓鑄3000~7000次;壓鑄型壽命長,一付壓鑄型,壓鑄鐘合金,壽命可達幾十萬次,甚至上百萬次;易實現機械化和自動化;經濟效果優(yōu)良。由于壓鑄件尺寸,表泛光潔等優(yōu)點。一般不再進行機械加工而直接使。
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;如鑄件經砂粒后出現凹凸不平的不光滑表面,稱表面粗糙。產生原因:砂粒太粗、砂型緊實度不夠;型砂中水分太高,使型砂不易緊實;澆注速度太快、壓力過大、溫度過高;型砂中煤粉太少;模板烘溫過高,表面型砂干枯;或模板烘溫過低,型砂粘附在模板上。防止:在透氣性足夠的情況下,使用較細原砂,并適當型砂緊實度;保證型砂中的有效煤粉含量;嚴格控制砂水分;改進澆注,改進澆注操作、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.砂眼在鑄件內部或表面充塞有型砂的孔。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℃ 以下時加熱速度為20℃/h,鑄件溫度在500℃以上時加熱速度為50℃/h保溫,保溫時間 保溫時間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。后制件或毛坯的,以上為直接鑄造,還有間接鑄造指將熔融態(tài)金屬或半固態(tài)合金通過沖頭注入密閉的模具型,并施以高壓,使之在壓力下結晶凝固成型,后制件或毛坯的。連續(xù)鑄造是利用貫通的結晶器在一端連續(xù)地澆入液態(tài)金屬,從另一端連續(xù)地成型材料的鑄造方,的控制,為產品制造廠挽救了巨大的損失,也為后續(xù)船舶建造節(jié)點的順利完成打下了基礎,本文首先分析了船用掛舵臂鑄鋼件大型化的趨勢,進一步結合生產工藝。分析了掛舵臂鑄鋼件容易出現的缺陷,并給出圖示,進一步梳理了如何合理使用無損探傷技術發(fā)現缺陷,后結合某32.5萬噸礦砂船大型掛舵臂鑄鋼件的修復實例總結了大缺陷焊補的和注意要點,隨著的經濟發(fā)展進入到一個蕭條時。
江西ZGNiCr28W鑄鋼件沉沒輥 煤粉在型砂中的作用和應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)生化學反應。2.煤粉在高溫液態(tài)金屬熱作用下產生大量的氣體,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,結焦變成膠質體,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,就會形成熱。球墨鑄鐵件內應力時效處理球墨鑄鐵彈性模量較高且對凝固冷卻速度非常,其鑄件內應力一般比灰鑄鐵件高1-2倍,與白口鑄鐵相近。因此,對形狀復雜、壁厚差較大的球墨鑄鐵件,即使無特殊 的熱處理要求,一般也應進行內應力的低溫時效處理。球墨鑄鐵件的應力傾向 比灰鑄鐵小,且與其基體組織有關,其低溫時效回火的工藝要點是:將鑄件加熱到Ac1以 下溫度保溫一段時間后隨爐冷卻到彈性溫度范圍,于200-250℃出爐空冷。但目前 國內鑄造廠家多采用鑄態(tài)球墨鑄鐵工藝生產球墨鑄鐵件,對這類球墨鑄鐵件一般不需要 進行內應力的低溫時效回火處理。采用對甲苯磺酸作催化劑會增硫,從而加大熱裂傾向性,高溫金屬凝固時產生的收縮受到砂芯(型)較大的阻力。使鑄件產生應力和變形,而合金表面增硫,又了抗熱裂的能力,當應力或變形超過合金在該溫度下的強度極限或變形能力時,超聲波探傷根據CCS的相關要求,鑄鋼件超聲波檢測時依據的為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,超聲波掃查應采用1MHZ-4MHZ(通常2MHz)的,應合理選擇適合的,在平行截面處,應選擇直用于探測耦合情況和材料的衰減情況,在機加工表面。應選用雙晶直做25mm深度范圍的近表面檢查,在機加工。