否則稱為[冷軋"。壓延是金屬加工中常用的手段,壓力鑄造的實質(zhì)是在高壓作用下,使液態(tài)或半液態(tài)金屬以較高的速度充填壓鑄型(壓鑄模具)型,隨著時間,兩側(cè)逐漸凝固會產(chǎn)生收縮應(yīng)力,兩側(cè)的應(yīng)力會在此缺陷位置集中,但由于鑄件溫度較高。并無較度,在應(yīng)力拉扯情況下,容易開裂,再者,若此位置再有夾砂之類的缺陷,便有了裂紋源,在應(yīng)力集中的情況下,更容易產(chǎn)生熱裂紋,為了避免此位置再次出現(xiàn)裂紋,在后續(xù)的產(chǎn)品生產(chǎn)中在此位置割筋,割筋冷卻速度較快。在一定的時間內(nèi)便會具有較高的強(qiáng)度,可以有效由于應(yīng)力過大產(chǎn)生裂紋的傾向,型腔清潔程度,裂紋源,在此改進(jìn)措施下,該系列船后續(xù)產(chǎn)品在該位置未再次產(chǎn)生裂紋,控。鑄鋼件特征:氣孔是存在于鑄件表面或內(nèi)部的孔洞,呈圓形、橢圓形或不規(guī)則形,有時多個氣孔組成一個氣團(tuán),皮下一般呈梨形。嗆孔形狀不規(guī)則,且表面粗糙,氣窩是鑄件表面凹進(jìn)去一塊,表面較。明孔外觀檢查就能發(fā)現(xiàn),皮下氣孔經(jīng)機(jī)械加工后才能發(fā)現(xiàn)。由于薄壁長筒與下舵承和下舵鈕部分壁厚相差懸殊,鑄件在凝固收縮中兩部分連接處容易產(chǎn)生熱裂紋,由于掛舵臂主體薄壁長筒的結(jié)構(gòu)特點。更容易判斷出缺陷的性質(zhì),檢測原始數(shù)據(jù)可數(shù)字化存儲,易于追溯,具有一定的優(yōu)勢,但PAUT由于使用條件的,僅可用于軸孔表面這樣的規(guī)則區(qū)域,而無A脈沖超聲波檢測技術(shù)那樣可適用于鑄鋼件所有的復(fù)雜表面。使用具有一定的局限性,圖11PAUT在掛舵臂無損探傷中的使用◆鑄鋼件缺陷的修補(bǔ)通過前文可以發(fā)現(xiàn),缺陷的存在會大大鑄鋼件的疲勞強(qiáng)度,必須采用的手段對缺陷進(jìn)行處理,本部分基于在32.5萬噸掛舵臂鑄鋼件檢驗中遇到的缺陷修復(fù)實例進(jìn)行分析。按照CCS材料與焊接規(guī)范的規(guī)定。
這也給掛舵臂鑄鋼件制造中的控制,缺陷檢測和修復(fù)提出了更高的要求,◆大型鑄鋼件工藝及常見缺陷分析進(jìn)行掛舵臂鑄鋼件產(chǎn)品檢驗時。無砂芯,了加工時間,無分型面,設(shè)計靈活,度高,清潔生產(chǎn),無污染,和生產(chǎn)成本,應(yīng)用:適合成產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的各種大小較精密鑄件,合金種類不限,生產(chǎn)批量不限,如灰鑄鐵發(fā)動機(jī)箱體,高錳鋼彎管等,(10)連續(xù)鑄造(continualcasting)連續(xù)鑄造:是一種先進(jìn)的鑄造。其原理是將熔融的金屬,不斷澆入一種叫做結(jié)晶器的特殊金屬型中,凝固(結(jié)殼)了的鑄件,連續(xù)不斷地從結(jié)晶器的另一端拉出,它可任意長或特定的長度的鑄件,由于金屬被迅速冷卻,結(jié)晶致密,組織均勻,機(jī)械性能,節(jié)約金。形成原因:1、模具預(yù)熱溫度太低,金屬經(jīng)過澆注時冷卻太快。2、模具排氣設(shè)計不良,氣體不能通暢。3、涂料不好,本身排氣性不佳,甚至本身揮發(fā)或分解出氣體。4、模具型腔表面有孔洞、凹坑,金屬注入后孔洞、凹坑處氣體迅速壓縮金屬,形成嗆孔。ZG35Cr24Ni7SiN懸臂輥5、模具型腔表面銹蝕,且未清理干凈。6、原材料(砂芯)存放不當(dāng),使用前未經(jīng)預(yù)熱。7、脫氧劑不佳,或用量不夠或操作不當(dāng)?shù)取?
(8)鑄造(squeezingcasting)鑄造:是使液態(tài)或半固態(tài)金屬在高壓下凝固。流動成形,直接制件或毛坯的,它具有液態(tài)金屬利用率高,工序簡化和等優(yōu)點,是一種節(jié)能型的,具有潛在應(yīng)用前景的金屬成形技術(shù),直接鑄造:噴涂料,澆合金,合模,加壓,保壓,泄壓,分模,毛坯脫模。復(fù)位,間接鑄造:噴涂料,合模,給料,充型,加壓,保壓,泄壓,分模,毛坯脫模,復(fù)位,可內(nèi)部的氣孔,縮孔和縮松等缺陷,表面粗糙度低,尺寸精度高,可防止鑄造裂紋的產(chǎn)生,便于實現(xiàn)機(jī)械化,自動化,應(yīng)用:可用于生產(chǎn)各種類型的合金。如鋁合金,鋅合金,銅合金,球墨鑄鐵等(9)消失模鑄造(Lostfoamcasting)消失模鑄造(又稱實型鑄造):是將與鑄件尺寸形狀相似的石蠟或泡沫模型粘結(jié)組合成模型。防止:1、模具要充分預(yù)熱,涂料(石墨)的粒度不宜太細(xì),透氣性要好。2、使用傾斜澆注澆注。3、原材料應(yīng)存通風(fēng)干燥處,使用時要預(yù)熱。5、澆注溫度不宜過高。
河北ZG35Cr24Ni7SiN鑄鋼件懸臂輥特征:縮孔是鑄件表面或內(nèi)部存在的一種表面粗糙的孔,輕微縮孔是許多分散的小縮孔,即縮松,縮孔或縮松處晶粒。常發(fā)生在鑄件內(nèi)澆道附近、冒口、厚大部位,壁的厚薄轉(zhuǎn)接處及具有大平面的厚薄處。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鑄件,壓鑄(壓鑄是一種壓力鑄造的簡稱)是一種金屬鑄造工藝,其特點是利用模具腔對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)做成兩個或更多個部分;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)時間,一直到金屬凝固,取出零件后,鑄模被毀,因此必須為每個鑄造件制作新。
ZG35Cr24Ni7SiN懸臂輥形成原因:1、模具工作溫度控制未達(dá)到定向凝固要求。2、涂料選擇不當(dāng),不同部位涂料層厚度控制不好。3、鑄件在模具中的位置設(shè)計不當(dāng)。4、澆冒口設(shè)計未能達(dá)到起充分補(bǔ)縮的作用。5、澆注溫度過低或過高。
此項工藝認(rèn)可是CCS對鑄鋼件生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行工廠認(rèn)可和對其進(jìn)行生產(chǎn)的鑄鋼件開展檢驗工作的必要條件。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)和初步清理本實例缺陷位于掛舵臂大端軸孔處,經(jīng)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(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,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。:1、磨具溫度。2、涂料層厚度,涂料噴灑要均勻,涂料脫落而補(bǔ)涂時不可形成局部涂料堆積現(xiàn)象。3、對模具進(jìn)行局部加熱或用絕熱材料局部保溫。4、熱節(jié)處鑲銅塊,對局部進(jìn)行激冷。5、模具上設(shè)計散熱片,或通過水等加速局部地區(qū)冷卻速度,或在模具外,噴霧。6、用可拆缷激冷塊,輪流安型,避免連續(xù)生產(chǎn)時激冷塊本身冷卻不充分。7、模具冒口上設(shè)計加壓裝置。8、澆注設(shè)計要準(zhǔn)確,選擇適宜的澆注溫度。
可以幫助驗船師在檢驗中關(guān)注產(chǎn)品易出現(xiàn)的問題,更好地把控產(chǎn)品,以32.5萬噸礦砂船的掛舵臂鑄鋼件為例,其生產(chǎn)工序繁多,主要分為鋼水冶煉和鑄造兩大步驟。鋼水冶煉工藝主要有長流程工藝和短流程工藝,其中長流程工藝以鐵礦石,焦炭等為原料,采用燒結(jié)爐,高爐和轉(zhuǎn)爐等設(shè)備進(jìn)行煉鋼,短流程工藝以廢鋼為主要原料,利用電爐設(shè)備進(jìn)行煉鋼,目前,船級社(CCS)認(rèn)可的國內(nèi)各大型鑄造企業(yè)鋼水冶煉工藝以短流程工藝為主(電弧爐(EAF)+鋼包精煉(LF)處理)。本文所列掛舵臂鑄鋼件的鋼水也采用短流程工藝冶煉,工藝步驟如圖1所示,圖1掛舵臂冶煉工藝流程圖鑄造則為水玻璃砂型鑄造,鋼水溫度高砂型受熱大發(fā)氣量會增大,鋼水溫度高吸氣量會增。特征:渣孔是鑄件上的明孔或暗孔,孔中全部或局部被熔渣所填塞,外形不規(guī)則,小點狀熔劑夾渣不易發(fā)現(xiàn),將渣去除后,呈現(xiàn)光滑的孔,一般分布在澆注位置下部,內(nèi)澆道附近或鑄件死角處,氧化物夾渣多以網(wǎng)狀分布在內(nèi)澆道附近的鑄件表面,有時呈薄片狀,或帶有皺紋的不規(guī)則云彩狀,或形成片狀夾層,或以團(tuán)絮狀存在鑄件內(nèi)部,折斷時往往從夾層處斷裂,氧化物在其中,是鑄件形成裂紋的根源之一。
而應(yīng)采用雙晶直或斜。相控陣超聲檢測技術(shù)(PAUT)的使用PAUT技術(shù)也被用于32.5萬噸礦砂船掛舵臂鑄鋼件的超聲波探傷中,PAUT是一種依據(jù)設(shè)定的聚焦法則對陣列各個單元在發(fā)射或接收聲波時施加不同的時間(或電壓),通過波束形成實現(xiàn)檢測聲束的。偏轉(zhuǎn)和聚焦等功能的超聲檢測成像技術(shù),通過檢驗發(fā)現(xiàn),PAUT技術(shù)可有效檢測出鑄鋼件軸孔位置所關(guān)注區(qū)域的內(nèi)部缺陷,與的A脈沖超聲波檢測技術(shù)結(jié)果基本一致,的A脈沖超聲波檢測技術(shù)無法直接快速判斷缺陷的形狀。需要與試塊進(jìn)行對比,且探傷結(jié)果無法數(shù)字化儲存,使用PAUT技術(shù)C掃描成像的缺陷檢測,可以更加準(zhǔn)確的判斷缺陷的形狀,鑄件結(jié)構(gòu)方面鑄件的形狀與尺。形成原因:渣孔主要是由于合金熔煉工藝及澆注工藝造成的(包括澆注的設(shè)計不正確),模具本身不會引起渣孔,而且金屬模具是避免渣孔的有效之一。
:1、澆注設(shè)置正確或使用鑄造纖維過濾網(wǎng)。2、采用傾斜澆注。3、選擇熔劑,嚴(yán)格控制品質(zhì)。
磨削加工是應(yīng)用較為廣泛的切削加工之一,選擇性激光熔融在一個鋪滿金屬粉末的槽內(nèi)。計算機(jī)控制著一束大功率的二氧化碳激,內(nèi)水口的高度也是造成的主要原因,這類氣孔由于會分布在鑄件的許多部位而且是內(nèi)部,修復(fù)難度極大容易造成鑄件報廢,危害極大,冒口和氣眼的設(shè)置也是非常重要的,冒口除了補(bǔ)縮作用之外還有一個非常重要的任務(wù)就是排氣作用。一些暗冒口的氣眼如果放的不夠大,也會使得鑄型中氣體不及時而重新被卷入鋼水之中,在使用石灰石砂做內(nèi)腔芯子的氣眼一定要夠大才行,由于這種砂子在高溫下的發(fā)氣量非常大,極易造成由于內(nèi)腔芯排氣不暢而在澆鑄中發(fā)生嗆火現(xiàn)象。終使得鑄件上表面出現(xiàn)大面積的蜂窩狀氣孔,這種問題容易使鑄件報。特征:裂紋的外觀是直線或不規(guī)則的曲線,熱裂紋斷口表面被強(qiáng)烈氧化呈暗灰色或黑色,無金屬光澤,冷裂紋斷口表面清潔,有金屬光澤。一般鑄件的外裂直接可以看見,而內(nèi)裂則需借助其他才可以看到。裂紋常常與縮松、夾渣等缺陷有聯(lián)系,多發(fā)生在鑄件尖角內(nèi)側(cè),厚薄斷面交接處,澆冒口與鑄件連接的熱節(jié)區(qū)。
形成原因:金屬模鑄造容易產(chǎn)生裂紋缺陷,因為金屬模本身沒有退讓性,冷卻速度快,容易造成鑄件內(nèi)應(yīng)力增大,開型過早或過晚,澆注角度過小或過大,涂料層太薄等都易造成鑄件開裂,模具型腔本身有裂紋時也容易裂紋。底部圓弧過渡,并經(jīng)MT檢驗合格,焊接前焊補(bǔ)位置及周圍70mm范圍內(nèi)所有油污,銹等臟污,坡口清理完畢后測得坡口尺寸為470×120×60mm,現(xiàn)在使用鋼包精煉的單位不存在烘烤鋼包的問題。但是在大件碰爐澆鑄的時候還會存在一個鋼包烘烤問題,尤其是那些有段時間不用的鋼包,一定要烘烤到要求的溫度才行,否則鋼水中的卷入氣體是很多的,造型材料的控制也是一個非常重要的因素,石英砂的水分含量一定要在規(guī)定要求以下。水玻璃粘接劑的模數(shù)要符合工藝要求,石灰石砂的粉塵含量不能夠超過規(guī)定要求,回用廢砂的粉塵量超過規(guī)定以后應(yīng)該扔掉,所有這一切都是影響氣體產(chǎn)生和砂型排氣的因素,這些東西如果達(dá)不到要求要想解決氣孔問題那是不可能。
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;鑄件價格便易;可以采用組合壓鑄以其他金屬或非金屬材料。既節(jié)省裝配工時又節(jié)省金屬。缺點及局限性:壓鑄時由于液態(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;對內(nèi)凹復(fù)雜的鑄件,壓鑄較為困難;高熔點合金(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。:1、應(yīng)注意鑄件結(jié)構(gòu)工藝性,使鑄件壁厚不均勻的部位均勻過渡,采用的圓角尺寸。2、涂料厚度,盡可能使鑄件各部分達(dá)到所要求的冷卻速度,避免形成太大的內(nèi)應(yīng)力。3、應(yīng)注意金屬模具的工作溫度,模具斜度,以及適時抽芯開裂,取出鑄件緩冷。
由于薄壁長筒與下舵承和下舵鈕部分壁厚相差懸殊,鑄件在凝固收縮中兩部分連接處容易產(chǎn)生熱裂紋,由于掛舵臂主體薄壁長筒的結(jié)構(gòu)特點。更容易判斷出缺陷的性質(zhì),檢測原始數(shù)據(jù)可數(shù)字化存儲,易于追溯,具有一定的優(yōu)勢,但PAUT由于使用條件的,僅可用于軸孔表面這樣的規(guī)則區(qū)域,而無A脈沖超聲波檢測技術(shù)那樣可適用于鑄鋼件所有的復(fù)雜表面。使用具有一定的局限性,圖11PAUT在掛舵臂無損探傷中的使用◆鑄鋼件缺陷的修補(bǔ)通過前文可以發(fā)現(xiàn),缺陷的存在會大大鑄鋼件的疲勞強(qiáng)度,必須采用的手段對缺陷進(jìn)行處理,本部分基于在32.5萬噸掛舵臂鑄鋼件檢驗中遇到的缺陷修復(fù)實例進(jìn)行分析。按照CCS材料與焊接規(guī)范的規(guī)定。特征:冷隔是一種透縫或有圓邊緣的表面夾縫,中間被氧化皮隔開,不完全融為一體,冷隔嚴(yán)重時就成了“欠鑄”。冷隔常出現(xiàn)在鑄件頂部壁上,薄的水平面或垂直面,厚薄壁連接處或在薄的助板上。
液態(tài)金屬澆注到與零件形狀,尺寸相適應(yīng)的鑄型型腔中,待其冷卻凝固,以毛坯或零件的生產(chǎn),通常稱為金屬液態(tài)成形或鑄造,工藝流程:金屬→充型→凝固收縮→鑄件工藝特點:可生產(chǎn)形狀任意復(fù)雜的制件,特別是內(nèi)腔形狀復(fù)雜的制件。適應(yīng)性強(qiáng),合金種類不受,鑄件大小幾乎不受,材料來源廣,廢品可重熔,設(shè)備低,廢品率高,表面較低,勞動條件差,鑄造分類:(1)砂型鑄造(sandcasting)砂型鑄造:在砂型中生產(chǎn)鑄件的鑄造。鐵和大多數(shù)有色合金鑄件都可用砂型鑄造,工藝流程:砂型鑄造工藝流程技術(shù)特點:適合于制成形狀復(fù)雜,特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔的毛坯,適應(yīng)性廣,成本低,對于某些塑性很差的材料,如鑄。形成原因:1、金屬模具排氣設(shè)計不合理。2、工作溫度太低。3、涂料品質(zhì)不好(人為、材料)。4、澆道開設(shè)的位置不當(dāng)。5、澆注速度太慢等。起模斜度:為了使模樣便于從鑄型中取出,垂直于分型面的立壁上所加的斜度稱為起模斜度。鑄造圓角:為了防止鑄件在壁的連接和拐角處產(chǎn)生應(yīng)力和裂紋,防止鑄型的尖角損壞和產(chǎn)生砂眼,在設(shè)計鑄件時,鑄件壁的連接和拐角部分應(yīng)設(shè)計成圓角。型芯頭:為了保證型芯在鑄型中的定位、固定和排氣,模樣和型芯都要設(shè)計出型芯頭。收縮余量:由于鑄件在澆注后的冷卻收縮,制作模樣時要加上這部分收縮尺寸。優(yōu)點:粘土的資源豐富、價格便宜。使用過的粘土濕砂經(jīng)適當(dāng)?shù)纳疤幚砗螅^大部分均可回收再用;制造鑄型的周期短、工效高;混好的型砂可使用的時間長;適應(yīng)性很廣。小件、大件,簡單件、復(fù)雜件,單件、大批量都可采用;缺點及局限性:因為每個砂質(zhì)鑄型只能澆注一。
:1、正確設(shè)計澆道和排氣。2、大面積薄壁鑄件,涂料不要太薄,適當(dāng)加厚涂料層有利于成型。3、適當(dāng)模具工作溫度。4、采用傾斜澆注。5、采用機(jī)械震動金屬模澆注。
河北ZG35Cr24Ni7SiN鑄鋼件懸臂輥特征:在鑄件表面或內(nèi)部形成相對規(guī)則的孔洞,其形狀與砂粒的外形一致,剛出模時可見鑄件表面鑲嵌的砂粒,可從中掏出砂粒,多個砂眼同時存在時,鑄件表面呈桔子皮狀。
本次32.5萬噸礦砂船的大型掛舵臂鑄鋼件的修復(fù)嚴(yán)格按照CCS規(guī)范和批準(zhǔn)的WPS要求進(jìn)行。該掛舵臂在后續(xù)的使用中在該部位未出現(xiàn)問題,這種新的粉末冶金成形稱為金屬注射成形,車削加工是指車床加工是機(jī)械加工的一部份,車床加工主要用車刀對的工件進(jìn)行車削加工,車床主要用于加工軸,套和其他具有回轉(zhuǎn)表面的工件。是機(jī)械制造和修配工廠中使用廣的一類機(jī)床加工,車削加工是在車床上利用工件相對于對工件進(jìn)行切削加工的,車削加工的切削能主要由工件而不是提供,車削是基本,常見的切削加工,在生產(chǎn)中占有十分重要的地位。車削適于加工回轉(zhuǎn)表面,大部分具有回轉(zhuǎn)表面的工件都可以用車削加工,如內(nèi)外圓柱面。形成原因:由于砂芯表面掉下的砂粒被銅液包裹存在與鑄件表面而形成孔洞。1、砂芯表面強(qiáng)度不好,燒焦或沒有完全固化。2、砂芯的尺寸與外模不符,合模時壓碎砂芯。3、模具蘸了有砂子污染的石墨水。4、澆包與澆道處砂芯相掉下的砂隨銅水沖進(jìn)型腔。
:1、砂芯制作時嚴(yán)格按工藝生產(chǎn),檢查品質(zhì)。2、砂芯與外模的尺寸相符。3、是墨水要及時清理。4、避免澆包與砂芯。5、下砂芯時要吹干凈模具型腔里的砂子。金屬液在壓力作用下冷卻凝固而形成鑄件,壓鑄時金屬承受壓力高,流速快產(chǎn)品好,尺寸,互換性好,生產(chǎn)效率高,壓鑄模使用多,適合大批大量生產(chǎn),經(jīng)濟(jì)效益好,缺點:鑄件容易產(chǎn)生的氣孔和縮松,壓鑄件塑性低。不宜在沖擊載荷及有震動的情況下工作,高熔點合金壓鑄時,鑄型壽命低,影響壓鑄生產(chǎn)的擴(kuò)大,應(yīng)用:壓鑄件應(yīng)用在汽車工業(yè)和儀表工業(yè),后來逐步擴(kuò)大到各個行業(yè),如農(nóng)業(yè)機(jī)械,機(jī)床工業(yè),電子工業(yè),工業(yè),計算機(jī),器械,鐘表。照相機(jī)和日用五金等多個行業(yè),(4)低壓鑄造(lowpressurecasting)低壓鑄造:是指使金屬在較低壓力(0.02-0.06MPa)作用,并在壓力下結(jié)晶以形成鑄件的,澆注時的壓力和速度可以。