金屬液在壓力作用下冷卻凝固而形成鑄件,壓鑄時(shí)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(diǎn):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(dòng)的情況下工作,高熔點(diǎn)合金壓鑄時(shí),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(gè)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(jì)算機(jī),器械,鐘表。照相機(jī)和日用五金等多個(gè)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(shí)的壓力和速度可以。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。含硫量過高;澆注溫度過高;冒口頸過大、過短,造成局部過熱嚴(yán)重,或重口太小,補(bǔ)縮不好;鑄件在清理、運(yùn)輸中,受沖擊過大。防止:控制鐵水化學(xué)成分在規(guī)定的范圍內(nèi);澆注溫度;合理設(shè)計(jì)冒口;鑄件在清理、運(yùn)輸中避免沖擊。12.氣孔氣孔的孔壁光滑明亮,形狀有圓形、梨形和針狀,孔的尺寸有大有小,產(chǎn)生在鑄件表面或內(nèi)部。鑄件內(nèi)部的氣孔在敲碎后或機(jī)械加工時(shí)才能被發(fā)現(xiàn)。產(chǎn)生原因:小爐料、銹蝕嚴(yán)重或帶有油污,使鐵水含氣量太多、氧化嚴(yán)重;出鐵孔、出鐵槽、爐襯、澆包襯未洪干;澆注溫度較低,使氣體來不及上浮和逸出;爐料中含鋁量較高,易造成孔;砂型透氣性不好、型砂水分高、含煤粉或有機(jī)物較多,使?jié)沧r(shí)產(chǎn)生大量氣體且不易排。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。同于結(jié)構(gòu)特征或拔模斜度小,起模時(shí)將砂型帶壞或震裂;緊實(shí)度不勻,鑄型局部強(qiáng)度不足;合箱、搬運(yùn)鑄型時(shí),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(shí)度高且均勻;合箱、搬運(yùn)中,操作小心。9.錯(cuò)型(錯(cuò)箱)鑄件的一部分與另一部分在分型面的接縫處錯(cuò)開,發(fā)生相對(duì)位移,使鑄件外形與圖紙不相符合。產(chǎn)生原因:模樣制作不良,上下模沒有對(duì)準(zhǔn)或模樣變形;砂箱或模板定位不準(zhǔn)確,或定位銷松動(dòng);造型機(jī)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(shí)用的套箱變形,搬運(yùn)、圍箱時(shí)不注意,使上下鑄型發(fā)生位移。防止:加強(qiáng)模板的檢查和修理;經(jīng)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(jī)的有關(guān)零。
山東ZG40Ni35Cr25NbW鑄鋼件爐輥常采用的鑄件內(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)效這個(gè)不算什么的要求卻使得產(chǎn)品一下子了一個(gè)很大的臺(tái)階,本來在鑄鋼件的一些部位存在有少量的氣孔是不會(huì)影響到使用效果的。這種情況就好像我們常見的空心結(jié)構(gòu)比實(shí)心結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不差一樣,但是我們不要想讓市場(chǎng)要求適應(yīng)我們而是我們?nèi)ミm應(yīng)市場(chǎng)要求,所以解決鑄鋼件的氣孔問題就成了我們現(xiàn)階段迫切需要的了,鑄鋼件生產(chǎn)是一個(gè)多工序共同努力才能完成的工作。影響產(chǎn)品的因素是多方面的,造成氣孔產(chǎn)生的原因也是多方面的,為了能夠讓人更好的理解氣孔的產(chǎn)生原因和,需要我們來從各個(gè)方面逐一進(jìn)行分析和找出解決的辦法以爭(zhēng)取這類問題的產(chǎn)生,冶煉原材料的控制是一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。先說冶煉的原材料,應(yīng)結(jié)合工藝梳理其制造難點(diǎn)和易出現(xiàn)的問。。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,也越來越受到。對(duì)黑色合金鑄件,也只限于形狀較簡(jiǎn)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(jié)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(dǎo)管使金屬液與鑄型相通,鎖緊鑄型,地向坩堝爐內(nèi)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(jié)晶,鑄件成型后撤去坩堝內(nèi)的壓力,升液管內(nèi)的金屬液降回到坩堝內(nèi)金屬液面。開啟鑄型,取出鑄件。低壓鑄造示意圖優(yōu)點(diǎn):澆注時(shí)金屬液的上升速度和結(jié)晶壓力可以調(diào)。
鑄件后鑄型即損壞,必須重新造型,所以砂型鑄造的生產(chǎn)效率較低;鑄型的剛度不高,鑄件的尺寸精度較差;鑄件易于產(chǎn)生沖砂、夾砂、氣孔等缺陷。2.熔模鑄造用蠟料做模樣時(shí),熔模鑄造又稱"失蠟鑄造"。熔模鑄造通常是指在易熔材料制成模樣,在模樣表面若干層耐火材料制成型殼,再將模樣熔化型殼,從而無分型面的鑄型,經(jīng)高溫焙燒后即可填砂澆注的鑄造方案。由于模樣廣泛采用蠟質(zhì)材料來制造,故常將熔模鑄造稱為“失蠟鑄造”??捎萌勰hT造法生產(chǎn)的合金種類有碳素鋼、合金鋼、耐熱合金、不銹鋼、精金、永磁合金、軸承合金、銅合金、鋁合金、鈦合金和球墨鑄鐵等。熔模鑄造工藝優(yōu)點(diǎn):尺寸精度較高。一般可達(dá)CT4-6(砂型鑄造為CT10~1。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裂,所以必須進(jìn)行人工時(shí)效。毛坯的的成形工藝,應(yīng)用:汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體,氣缸蓋,曲軸等鑄件(2)熔模鑄造(investmentcasting)熔模鑄造:通常是指在易熔材料制成模樣。在模樣表面若干層耐火材料制成型殼,再將模樣熔化型殼,從而無分型面的鑄型,經(jīng)高溫焙燒后即可填砂澆注的鑄造方案,常稱為[失蠟鑄造",熔模鑄造工藝流程工藝特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):尺寸精度和幾何精度高,表面粗糙度高,能夠鑄造外型復(fù)雜的鑄件。且鑄造的合金不受,缺點(diǎn):工序繁雜,費(fèi)用較高應(yīng)用:適用于生產(chǎn)形狀復(fù)雜,精度要求高,或很難進(jìn)行其它加工的小型零件,如渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片等,(3)壓力鑄造(casting)壓鑄:是利用高壓將金屬液高速一精密金屬模具型。
內(nèi)外圓錐面,端面,溝槽,螺紋和回轉(zhuǎn)成形面等,所用主要是車刀,銑削加工銑削是將毛坯固定,用高速的銑刀在毛坯上走刀。切出需要的形狀和特,鑄造工藝流程見圖2,32.5萬噸礦砂船掛舵臂使用地坑組芯造型,鑄造工藝設(shè)計(jì)為平澆,見圖3,鑄件實(shí)體處于平躺狀態(tài),選擇高度方向的對(duì)稱中分面為鑄件分型面,分為上,下型澆注,內(nèi)腔采用整體芯子。芯盒采用鋼骨架結(jié)構(gòu),圖2掛舵臂鑄造工藝流程圖圖3掛舵臂澆注示意圖從生產(chǎn)工藝來看,掛舵臂鑄鋼件的生產(chǎn)工序較多,鋼水的,砂型的性能,造型緊實(shí)度控制,合箱時(shí)型腔控制,澆注溫度和速度,開箱溫度,熱處理控制等各個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)影響終的產(chǎn)品。掛舵臂形狀復(fù)雜,主體為薄壁長(zhǎng)筒結(jié)構(gòu),兩端分別連接厚大的下舵承和下舵鈕結(jié)。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。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。
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。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(dāng)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(guān)結(jié)晶的稱縮松,比縮松更的稱疏松。常出現(xiàn)在熱世部位。產(chǎn)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(shè)計(jì)不當(dāng),無法實(shí)現(xiàn)順序凝固;冒口太小,補(bǔ)縮不充分。防止:控制鐵水的化學(xué)成分在規(guī)定范圍內(nèi);澆注速度和澆注溫度;改進(jìn)澆冒口,利用順序凝固;加大冒口體積,保證充分補(bǔ)縮。14.反白口鑄件斷口內(nèi)部出現(xiàn)白口組織,邊緣部分出現(xiàn)灰口。產(chǎn)生原因:碳、硅含量較高的鐵。
刷涂耐火涂料并烘干后,埋在干石英砂中振動(dòng)造型。在負(fù)壓下澆注,使模型氣化,金屬占據(jù)模型位置,凝固冷卻后形成鑄件的新型鑄造,工藝流程:預(yù)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(xì)化晶粒,對(duì)NiCrMoV鋼的測(cè)定表明:在相同的條件下。經(jīng)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(shí),盡量鋼液的澆注溫度,對(duì)0.19%C的碳鋼,在1550℃時(shí)澆注比在1600℃時(shí)澆注,其抗熱裂能力幾乎高一倍。(2)對(duì)于薄壁鑄件,宜采用較高的澆注速度,如對(duì)某鑄鋼件,重量為125Kg,壁厚為15mm,澆注時(shí)間為14秒時(shí)不出現(xiàn)熱裂,至40秒就觀察到裂。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。本次焊補(bǔ)選擇藥芯焊絲E501T-1(THY-51B),直徑φ1.2mm,焊接參數(shù)焊接參數(shù)應(yīng)按照批準(zhǔn)的WPS進(jìn)行選擇,本次焊接參數(shù)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(shí)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(chǎn)生粘砂等缺陷,鑄鋼件濕型砂常用膨潤(rùn)或普通粘土作為粘結(jié)劑,其加入量一般為9%--11%,目前很多工廠采用活化膨潤(rùn)土或天然鈉基膨潤(rùn)土,以型砂的熱濕拉強(qiáng)度或抗夾。
山東ZG40Ni35Cr25NbW鑄鋼件爐輥 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(gè)鋪滿金屬粉末的槽內(nèi)。計(jì)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(huì)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(bào)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(gè)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(huì)使得鑄型中氣體不及時(shí)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(bào)。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。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(duì)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(duì)于對(duì)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。