具有型砂流動(dòng)性好。易緊實(shí)，操作簡(jiǎn)便，勞動(dòng)強(qiáng)度低，工作條件好，型(芯)尺寸精度高，鑄件好，以及鑄件缺陷少，生產(chǎn)能耗低等優(yōu)點(diǎn)，與樹脂砂相比，產(chǎn)生化學(xué)污染較少，具有生產(chǎn)成本低，現(xiàn)場(chǎng)，無(wú)味，以及勞動(dòng)條件好等優(yōu)勢(shì)，因其具有優(yōu)良的高溫退讓性而能有效地減輕鑄鋼件的裂紋傾向。但其主要缺點(diǎn)為:鑄鋼件尺寸精度低，型芯砂潰散性差，落砂清理困難，舊砂再生回用困難，廢棄排放量大，容易造成污染，使用樹脂砂流動(dòng)性好，易緊實(shí),樹脂加入量少，砂粒上的粘結(jié)劑膜薄，這樣砂粒受熱，砂芯。砂型的熱率會(huì)比水玻璃砂芯(型)高，樹脂砂受熱后，在還原性下樹脂炭化結(jié)焦而形成的焦炭骨架，以確定后續(xù)的修復(fù)措施，焊補(bǔ)前需要進(jìn)行鑄鋼件缺陷修復(fù)工藝認(rèn)?？梢詭椭?yàn)船師在檢驗(yàn)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(wàn)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(zhǎng)流程工藝和短流程工藝，其中長(zhǎng)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(jí)社(CCS)認(rèn)可的國(guó)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(huì)增大，鋼水溫度高吸氣量會(huì)增。鑄鋼件是指用鑄鋼制作的零件，與鑄鐵性能相似，但比鑄鐵強(qiáng)度好。鑄鋼件在鑄造中易出現(xiàn)氣孔缺陷、角度定位不準(zhǔn)確等缺點(diǎn)，在長(zhǎng)期使用中就有可能出現(xiàn)機(jī)殼斷裂的現(xiàn)象鑄件的內(nèi)腔既可用金屬芯、也可用砂芯。金屬型的結(jié)構(gòu)有多種，如水平分型、重直分型及復(fù)合分型。其中垂直分型便于開設(shè)內(nèi)澆口和取出鑄件；水平分型多用來(lái)生產(chǎn)薄壁輪狀鑄件；復(fù)合分型的上半型是由垂直分型的兩半型采用鉸鏈連結(jié)而成，下半型為固定不動(dòng)的水平底板，主要應(yīng)用于較復(fù)雜鑄件的鑄造。金屬型鑄造型的工藝特點(diǎn)：金屬型的導(dǎo)熱速度快和無(wú)退讓性，使鑄件易產(chǎn)生澆不足、冷隔、裂紋及白口等缺陷。此外，金屬型反復(fù)經(jīng)受金屬液的沖刷，會(huì)使用壽命，為此應(yīng)采用以下工藝措施。預(yù)熱金屬型：澆注前預(yù)熱金屬型，可減緩鑄型的冷卻能力，有利于金屬液的充型及鑄鐵的石墨化。生產(chǎn)鑄鐵件，金屬型預(yù)熱至250～350℃；生產(chǎn)有色金屬件預(yù)熱至100～250。。
山西ZG40Ni35Cr25NbM鑄鋼件厚板鑄鋼件的優(yōu)點(diǎn)之一是設(shè)計(jì)的靈活性，設(shè)計(jì)人員對(duì)鑄件的形狀和尺寸有大的設(shè)計(jì)選擇，特別是形狀復(fù)雜和中空斷面的零件，鑄鋼件可采用組芯這一獨(dú)特的工藝來(lái)制造。其成形和形狀改變卻十分容易，從圖樣到成品的轉(zhuǎn)化速度很快，有利于快速報(bào)價(jià)響應(yīng)和交貨期的縮短。形狀和的完善化設(shè)計(jì)、小的應(yīng)力集中系數(shù)以及整體結(jié)構(gòu)性強(qiáng)等特點(diǎn)，都體現(xiàn)鑄鋼件設(shè)計(jì)的靈活性和工藝優(yōu)勢(shì)：含氫量過高；爐料中帶入的鉻等白口形成元素過多；元素偏析嚴(yán)重；防止：控制化學(xué)成分、碳、硅含量不宜過高；爐襯、包襯要烘干；型砂水分不宜過高；加強(qiáng)爐料，帶入白口化元素。圖15坡口檢查焊接前預(yù)熱規(guī)范要求碳鋼和碳錳鋼鑄鋼件應(yīng)根據(jù)其化學(xué)成分，缺陷的大小和位置進(jìn)行預(yù)熱，如果擬補(bǔ)焊的是重大缺陷，則在補(bǔ)焊前，鑄鋼件應(yīng)進(jìn)行細(xì)化晶粒處理，本次焊補(bǔ)屬于重大缺陷焊補(bǔ)，焊補(bǔ)前對(duì)缺陷部位進(jìn)行局部火焰預(yù)熱4h后。在坡口附近70mm范圍內(nèi)測(cè)溫，150-200℃開始焊接，焊材規(guī)格鑄鋼件缺陷的焊補(bǔ)應(yīng)采用經(jīng)認(rèn)可的低氫型焊接材料，其焊縫的熔敷金屬應(yīng)具有不低于鑄鋼件母材規(guī)定的力學(xué)性能，在實(shí)際操作時(shí)，應(yīng)按照焊接工藝評(píng)定WPS進(jìn)行選。
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。鑄鋼件冶金制造適應(yīng)性和可變性強(qiáng)，可以選擇不同的化學(xué)成分和組織控制，適應(yīng)于各種不同工程的要求；可以通過不同的熱處理工藝在較大的范圍內(nèi)選擇力學(xué)性能和使用性能，并有良好的焊接性能和加工性能。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(lái)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(lái)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。
產(chǎn)生原因：緊實(shí)度不夠或不勻；面砂強(qiáng)度不夠、或型砂水分過高；液態(tài)金屬壓頭過大、澆注速度太快。防止：鑄型緊實(shí)度、避免局部過松；混砂工藝、控制水分，型砂強(qiáng)度；液態(tài)金屬的壓頭、澆注速度。7.抬箱鑄件在分型面處有大面積的披縫，使鑄型外形尺寸發(fā)生變化。抬箱過大，造成跑火——鐵水自分型面外溢，嚴(yán)重時(shí)造成澆不足缺陷。產(chǎn)生原因：砂箱未緊固、壓鐵不夠或去除壓鐵過早；澆注過快，沖擊力過大；模板翅曲。防止：壓鐵重量，特鐵水凝固后再去除壓鐵；澆包位置，澆注速度；修正模板。8.掉砂鑄件表面上出現(xiàn)的塊狀金屬突起物，其外形與掉落的砂塊很相似。在鑄件其它部位，則往往出現(xiàn)砂眼或殘缺。產(chǎn)生原因：模樣上有深而小的凹。鑄鋼材料的各向同性和鑄鋼件整體結(jié)構(gòu)性強(qiáng)，因而了工程可靠性。再加上減輕重量的設(shè)計(jì)和交貨期短等優(yōu)點(diǎn)，在價(jià)格和經(jīng)濟(jì)性方有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。(1)就澆注溫度而言，澆注溫度對(duì)鑄件影響很大，應(yīng)該根據(jù)合金種類，鑄件結(jié)構(gòu)和鑄型特點(diǎn)確定合理的澆注溫度范圍。鑒于缺陷較大，而且缺陷位于軸孔關(guān)鍵位置，缺陷前將缺陷部位及附近預(yù)熱到150℃以上，圖14缺陷初步坡口檢查CCS規(guī)范規(guī)定鑄鋼件缺陷剔除后，應(yīng)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)以證實(shí)缺陷被完全，若屬于需要修補(bǔ)的焊補(bǔ)時(shí)。所有開槽的底部應(yīng)具有3倍槽深的直徑，且剔除缺陷時(shí)應(yīng)使坡口形狀能夠方便后續(xù)的焊接操作，此外，大焊補(bǔ)的坡口形狀還要CCS已經(jīng)批準(zhǔn)的鑄鋼件焊補(bǔ)WPS(NO，JTHP-007)的要求，坡口角度大于15°，本次修復(fù)嚴(yán)格按照WPS和規(guī)范的要求。打磨坡口，坡口的角度應(yīng)大于焊補(bǔ)工藝WPS的坡口角。
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。鑄鋼件的重量可在很大的范圍內(nèi)變動(dòng)。重量小者可以是僅幾十克的熔模精密鑄件，而大型鑄鋼件的重量可達(dá)數(shù)噸、數(shù)十噸乃至數(shù)百噸。
山西ZG40Ni35Cr25NbM鑄鋼件厚板缺點(diǎn)組織不均勻。液態(tài)金屬注入鑄模后與模壁首先的一層液態(tài)金屬因溫度下降快，因此很快凝固成為較細(xì)晶粒。隨著與模壁距離的，模壁影響逐漸減弱，晶體沿與模壁相垂直的方向生長(zhǎng)成彼此平行的柱狀晶體。在鑄件的中心部位，散熱已無(wú)顯著的方向性，且可地朝各個(gè)方向生長(zhǎng)直至彼此，故形成等軸晶區(qū)。由此可見，鑄件內(nèi)的組織是不均勻的，一般說來(lái)，晶粒比較。所以對(duì)砂型四周和底部的出氣孔的位置和距離一定要按照規(guī)定來(lái)制作。底部的出氣孔在烘烤以后要用型砂塞好，它們的作用就是在澆注中讓砂型產(chǎn)生的氣體順利的去，如果這些氣體不暢極易鉆入已經(jīng)充滿砂型的鋼水之中造成鑄件氣孔，澆注環(huán)節(jié)也是一個(gè)非常重要的節(jié)點(diǎn)，現(xiàn)在用的熱風(fēng)烘烤是一個(gè)很好的。熱風(fēng)一定要從澆口里吹入，這樣會(huì)把耐火磚面的潮氣趕走，如果從冒口里吹熱風(fēng)，橫澆口里濕氣無(wú)法趕走鋼水進(jìn)入時(shí)會(huì)帶進(jìn)鑄件里，澆注前30分鐘內(nèi)才能拿掉熱風(fēng)，不能時(shí)間太長(zhǎng)，否則降溫又是一個(gè)吸潮的了，控制澆注溫度對(duì)氣孔的產(chǎn)生也是很重要的因素之一。溫度對(duì)侵入性氣孔和析出性氣孔的的有著非常重要的意義，以前很少做的鑄件探傷檢驗(yàn)現(xiàn)在成了家常便。
(1)就澆注溫度而言，澆注溫度對(duì)鑄件影響很大，應(yīng)該根據(jù)合金種類，鑄件結(jié)構(gòu)和鑄型特點(diǎn)確定合理的澆注溫度范圍。鑒于缺陷較大，而且缺陷位于軸孔關(guān)鍵位置，缺陷前將缺陷部位及附近預(yù)熱到150℃以上，圖14缺陷初步坡口檢查CCS規(guī)范規(guī)定鑄鋼件缺陷剔除后，應(yīng)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)以證實(shí)缺陷被完全，若屬于需要修補(bǔ)的焊補(bǔ)時(shí)。所有開槽的底部應(yīng)具有3倍槽深的直徑，且剔除缺陷時(shí)應(yīng)使坡口形狀能夠方便后續(xù)的焊接操作，此外，大焊補(bǔ)的坡口形狀還要CCS已經(jīng)批準(zhǔn)的鑄鋼件焊補(bǔ)WPS(NO，JTHP-007)的要求，坡口角度大于15°，本次修復(fù)嚴(yán)格按照WPS和規(guī)范的要求。打磨坡口，坡口的角度應(yīng)大于焊補(bǔ)工藝WPS的坡口角。組織不致密。液態(tài)金屬的結(jié)晶以樹枝生長(zhǎng)進(jìn)行，樹枝間的液態(tài)金屬后凝固，但樹枝間很難由金屬全部填滿，造成鑄件普遍存在不致密性。此外，注入模中的液態(tài)金屬在冷卻中及凝固中如體積收縮而未獲足夠的補(bǔ)充，也可形成疏松甚至縮孔。鑄鐵件中的石墨往往以較大尺寸的片狀、球狀或其他形狀出現(xiàn)，也可看成是一種不致密組織。產(chǎn)生原因：型砂表面強(qiáng)度不夠；模樣上無(wú)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(shí)間過長(zhǎng)，風(fēng)干后表面強(qiáng)度；鑄型在合箱時(shí)或搬運(yùn)中損壞；合箱時(shí)型內(nèi)浮砂未干凈，合箱后澆口杯沒蓋好，碎砂掉進(jìn)鑄型。防止：型砂中粘士含量、及時(shí)補(bǔ)加新砂，型砂表面強(qiáng)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(shí)間；合箱或搬運(yùn)鑄型時(shí)要小心，避免損壞或掉入砂型腔砂粒；合箱前型內(nèi)浮砂，并蓋好澆口。6.披縫和脹砂披縫常出現(xiàn)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(nèi)、外表面局部，形成不規(guī)則的瘤狀金屬突起。
山西ZG40Ni35Cr25NbM鑄鋼件厚板表面粗糙。表面一般來(lái)說比較粗糙，不能與機(jī)加工表面相比，形狀也較復(fù)雜。故在生產(chǎn)長(zhǎng)管形鑄件時(shí)可大幅度地金屬充型能力,鑄件致密度高，氣孔，夾渣等缺陷少，力學(xué)性能高,便于制造筒，套類復(fù)合金屬鑄件，用于生產(chǎn)異形鑄件時(shí)有一定的局限性,鑄件內(nèi)孔直徑不準(zhǔn)確，內(nèi)孔表面比較粗糙，較差。加工余量大,鑄件易產(chǎn)生比重偏析，應(yīng)用:離心鑄造早用于生產(chǎn)鑄管，在冶金，礦山，交通，排灌機(jī)械，，汽車等行業(yè)中均采用離心鑄造工藝，來(lái)生產(chǎn)鋼，鐵及非鐵碳合金鑄件，其中尤以離心鑄鐵管，內(nèi)燃機(jī)缸套和軸套等鑄件的生產(chǎn)為普遍。(6)金屬型鑄造(gritycasting)金屬型鑄造:指液態(tài)金屬在重力作用下充填金屬鑄型并在型中冷卻凝固而鑄件的一種成型，優(yōu)點(diǎn):金屬型的熱導(dǎo)率和熱容量大，冷卻速。
