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。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。刷涂耐火涂料并烘干后,埋在干石英砂中振動造型。在負壓下澆注,使模型氣化,金屬占據模型位置,凝固冷卻后形成鑄件的新型鑄造,工藝流程:預發(fā)泡→發(fā)泡成型→浸涂料→烘干→造型→澆注→落砂→清理鑄件精度,既可脫氧,脫硫,又可以細化晶粒,對NiCrMoV鋼的測定表明:在相同的條件下。經稀土+硅鈣處理的鋼液,較之未處理的鋼液,其抗裂能力高2倍以上,鑄造工藝方面(1)在鑄件的充填性的要求時,盡量鋼液的澆注溫度,對0.19%C的碳鋼,在1550℃時澆注比在1600℃時澆注,其抗熱裂能力幾乎高一倍。(2)對于薄壁鑄件,宜采用較高的澆注速度,如對某鑄鋼件,重量為125Kg,壁厚為15mm,澆注時間為14秒時不出現熱裂,至40秒就觀察到裂。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?;驅渲男?,使樹脂具有熱塑性。讓呋喃樹脂在高溫時不結焦或少結焦,從而保證其有良好的高溫容讓性,(2)在呋喃樹脂砂中加入附加物,使樹脂砂具有熱塑性,或者在收縮受阻嚴重處,加入木粉,泡沫珠粒,或者在鑄型中相應部位放塑性好的退讓塊,其高溫退讓性。(3)采用固化劑,因為磺酸類固化劑容易引起鑄件表面滲硫,在鑄件表面引起微裂紋,成為龜裂源,(4)使用熱系數較小的造型材料,如用鉻鐵礦砂等代替石英砂等,(5)減薄砂芯(型)的砂層厚度,如采用中空砂芯。例如:某類閥門鑄件,僅僅通過減薄型芯砂層厚度,改變芯骨的連接,就了鑄件的熱裂缺陷,(6)在易產生裂紋的地方合理使用冷鐵或找其它激冷措施,(7)采用能有效滲硫的涂。
湖南ZNiCr28Fe17W5Si2C0.4鑄鋼件離心鑄管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它是成形軋制(縱軋)的一種特殊形式,鍛造是一種利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力,并在壓力下成型和凝固而鑄件的,低壓鑄造在低壓氣體作用下使液態(tài)金屬充填鑄型并凝固成鑄件的鑄造,低壓鑄造初主要用于鋁合金鑄件的生產。以后進一步擴展用途,生產熔點高的銅鑄件,鐵鑄件和鋼鑄件,離心鑄造是將金屬注入高速的鑄型內,使金屬液在離心力的作用下充滿鑄型和形成鑄件的技術和,離心鑄造所用的鑄型,根據鑄件形狀,尺寸和生產批量不同。可選用非金屬型(如砂型,殼型或熔模殼型),金屬型或在金屬型內敷以涂料層或樹脂砂層的鑄型,消失模鑄造是把與鑄件尺寸形狀相似的石蠟或泡沫模型粘結組合成模型簇,刷涂耐火涂料并烘干后。。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。同于結構特征或拔模斜度小,起模時將砂型帶壞或震裂;緊實度不勻,鑄型局部強度不足;合箱、搬運鑄型時,不小心使鑄型局部砂塊掉落。防止:模樣拔模斜度要、表面光潔;鑄型緊實度高且均勻;合箱、搬運中,操作小心。9.錯型(錯箱)鑄件的一部分與另一部分在分型面的接縫處錯開,發(fā)生相對位移,使鑄件外形與圖紙不相符合。產生原因:模樣制作不良,上下模沒有對準或模樣變形;砂箱或模板定位不準確,或定位銷松動;造型機上零件磨損,例如正壓板下襯板、反壓板軸承的磨損等;澆注時用的套箱變形,搬運、圍箱時不注意,使上下鑄型發(fā)生位移。防止:加強模板的檢查和修理;經常檢查砂箱、模板的定位銷及銷孔、并合理地安裝;檢查造型機的有關零。
鑄件組織致密,力學性能比砂型鑄件高15%左右,能較高尺寸精度和較低表面粗糙度值的鑄件。并且性好,因不用和很少用砂芯,,粉塵和有害氣體,勞動強度,金屬型本身無透氣性,必須采用一定的措施導出型腔中的空氣和砂芯所產生的氣體,金屬型無退讓性,鑄件凝固時容易產生裂紋,金屬型制造周期較長。成本較高,因此只有在大量成批生產時,才能顯示出好的經濟效果,應用:金屬型鑄造既適用于大批量生產形狀復雜的鋁合金,鎂合金等非鐵合金鑄件,也適合于生產鋼鐵金屬的鑄件,鑄錠等,(7)真空壓鑄(vacuumcasting)真空鑄造:通過在壓鑄中抽除壓鑄模具型的氣體而或顯著壓鑄件內的氣。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。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。
有效地隔絕了金屬液與鑄型界面發(fā)生反應,5.煤粉加熱到一定溫度時,干餾出煤焦油成為具有可塑性的膠質體,使鑄型的塑性,退讓性,型砂因受熱而產生的內應力,有利于防止鑄件產生夾砂等缺陷,6.煤粉的加入量主要根據鑄件的。壁厚,原砂粒度和粘土加入量等情況而定,小型鑄鐵件煤粉加入量一般為6%--8%,如煤粉加入量超過8%,但鑄件仍出現粘砂時,加入1%--2%的重油將可取得良好的效果,在型砂里加煤粉會惡化鑄造車間的勞動條件。因此,出現了許多煤粉代用品,例如近年來國外有的工廠采用碳油膨潤土粉,瀝青膨潤土粉,國內有的工廠采用重油等代用品,均取得了良好的效果,鑄鋼件澆注工藝注意事項澆注工藝是鑄鋼件整個生產流程中至關重要的一個環(huán)。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。鑄造的定義:是將金屬澆鑄到與零件形狀相適應的鑄造空腔中,待其冷卻凝固后,具有一定形狀、尺寸和性能金屬零件毛坯的成型。常見的鑄造有砂型鑄造和精密鑄造,詳細的分類如下表所示。砂型鑄造:砂型鑄造——在砂型中生產鑄件的鑄造。鋼、鐵和大多數有色合金鑄件都可用砂型鑄造。由于砂型鑄造所用的造型材料價廉易得,鑄型制造簡便,對鑄件的單件生產、成批生產和大量生產均能適應,長期以來,一直是鑄造生產中的基本工藝。精密鑄造:精密鑄造是用精密的造型鑄件工藝的總稱。它的產品精密、復雜、接近于零件后形狀,可不加工或很少加工就直接使用,是一種近凈形成形的先進工藝。常用的鑄造及其優(yōu)缺點1.普通砂型鑄造制造砂型的基本原材料是鑄造砂和型砂粘結。
圖6型芯撐未熔合產生的裂紋圖7夾渣圖8縮松夾渣的產生原因為鑄件凝固中鋼水中的非金屬夾雜物上浮至鑄件上表面所致,縮松是后凝固部分的殘留金屬由于溫度梯度小而同時凝固。晶粒之間和枝晶之間形成的通道使外部金屬很難通過,而無法給予補縮的結果,圖9夾砂/砂眼圖10氣孔夾砂/砂眼:型腔未清理干凈或者造型緊實度不夠,澆注中鋼水沖刷型腔所致,氣孔:型腔/型芯產生的氣體或鋼水中的氣體沒有在鑄件凝固前去所致?!魭於姹坭T鋼件的無損探傷掛舵臂鑄鋼件在使用中主要受到彎曲應力的作用,高應力區(qū)域主要出現在外表面和近表面區(qū)域,故產品表層區(qū)域的缺陷對其安全性能影響,也有其明顯的缺點,與粘土砂相比,產生粉塵污染較。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。本次焊補選擇藥芯焊絲E501T-1(THY-51B),直徑φ1.2mm,焊接參數焊接參數應按照批準的WPS進行選擇,本次焊接參數控制為:直流反接,電流220-280A,鑄鋼件一般采用二氧化硅含量大于96%。含泥量小于2%,耐火度度高于1580℃的硅砂,小型鑄鋼件可用天然硅砂,大中型鑄鋼件宜采用石英巖砂或人造硅砂,有時為了解決型砂的高溫性問題,采用鎂砂,鉻鐵礦砂等耐火材料配制面砂,或在普通鑄型型腔表面涂刷鉻鐵礦砂粉。鋯英石粉等快干涂料,以防止鑄件產生粘砂等缺陷,鑄鋼件濕型砂常用膨潤或普通粘土作為粘結劑,其加入量一般為9%--11%,目前很多工廠采用活化膨潤土或天然鈉基膨潤土,以型砂的熱濕拉強度或抗夾。
生產效率,應用: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,鑄模應做成兩個或更多個部分;在鑄模制作中。必須留出向鑄模內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。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。或加工量很小,所以既了金屬利用率,又了大量的加工設備和工時;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,鑄件易產生氣孔,不能進行熱處理;對內凹復雜的鑄件,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,其主要原因是壓鑄型制造成本高,壓鑄機生產效率高,小批量生產不經濟。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,可以反復使用多次(幾百次到幾千次),又叫型鑄造。金屬型的結構一般的,金屬型用鑄鐵和鑄鋼制。
湖南ZNiCr28Fe17W5Si2C0.4鑄鋼件離心鑄管 產生原因:型砂表面強度不夠;模樣上無圓角或拔模斜度小鉤砂、鑄型損壞后沒修理或沒修理好就合箱;砂型在澆注前放置時間過長,風干后表面強度;鑄型在合箱時或搬運中損壞;合箱時型內浮砂未干凈,合箱后澆口杯沒蓋好,碎砂掉進鑄型。防止:型砂中粘士含量、及時補加新砂,型砂表面強度;模樣光潔度要高,并合理做出拔模斜度和鑄造圓角。損壞的鑄型要修好后再合箱;縮短澆注前砂型的放置時間;合箱或搬運鑄型時要小心,避免損壞或掉入砂型腔砂粒;合箱前型內浮砂,并蓋好澆口。6.披縫和脹砂披縫常出現在鑄件分型面處,是垂直于鑄件表面,且厚薄不均勻的薄片狀金屬突起物。脹砂是鑄件內、外表面局部,形成不規(guī)則的瘤狀金屬突起。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。熱裂紋多呈不規(guī)則曲線,裂縫內表面比較粗糙且呈氧化鐵黑褐色無金屬光澤。產生原因為鋼水在凝固中內部應力造成,如開箱過早,鑄件凝固收縮時受型砂的阻力等,冷裂紋線條細且直,裂縫內表面潔凈且呈金屬光澤或輕微氧化色,能砂芯熱強度(如1000℃時樹脂砂的抗壓強度是水玻璃砂的5~10倍)。嚴重阻礙砂芯(型)退讓,呋喃樹脂中糠醇的含量越高(氮含量越低),鑄件的熱裂傾向越大,因為糠醇了樹脂的熱分解溫度,了樹脂的熱分解速度,從而了砂型或砂芯的潰散性,使砂型或砂芯更加阻礙鑄件收縮,造成鑄件熱裂傾向加重。由于鑄鋼凝固時液一固兩相區(qū)的區(qū)間較寬,因此呋喃樹脂砂鑄鋼時更易產生熱裂缺陷,尤其是框架結構件,用呋喃樹脂砂。