整個熱處理去應力要求封閉操作,并采用耐火材料覆蓋緩冷,圖16焊后熱處理焊后探傷檢查在焊后熱處理后。焊補處及其臨近的母材應打磨光滑,使用原來的無損探傷做復查,以確保修補處的要求,本次缺陷修補,保溫冷卻48小時后按照IACS,REC,69的要求對缺陷周圍進行了超聲波和磁粉探傷,超聲波探傷采用直和斜。盡可能地覆蓋缺陷可能出現的各個方向,經無損探傷未發(fā)現超標缺陷,圖17焊后探傷檢驗缺陷原因分析及改進措施該缺陷位于軸孔中間部位,相對于較厚的兩側截面,此位置,在凝固中降溫快,凝固,而此時兩側厚大部位仍有液相存在。形成原因為在凝固中冷卻不均勻,局部應力集中,超過金屬的彈性極限。鑄鋼件特征:氣孔是存在于鑄件表面或內部的孔洞,呈圓形、橢圓形或不規(guī)則形,有時多個氣孔組成一個氣團,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去一塊,表面較。明孔外觀檢查就能發(fā)現,皮下氣孔經機械加工后才能發(fā)現。要從具體情況出發(fā),根據缺陷的特征、位置、采用的工藝和所用型砂等因素,進行綜合分析,然后采取相應的技術措施,防止和缺陷。1.澆不到鑄件局部有殘缺、常出現在薄壁部位、離澆道遠部位或鑄件上部。殘缺的邊角圓滑光亮不粘砂。產生原因:澆注溫度低、澆注速度太慢或斷續(xù)澆注;橫澆道、內澆道截面積??;鐵水成分中碳、硅含量過低;型砂中水分、煤粉含量過多,發(fā)氣量大,或含泥量太高,透氣性不良;上砂型高度不夠,鐵水壓力不足。防止:澆注溫度、加快澆注速度,防止斷續(xù)澆注;加大橫澆道和內澆道的截面積;爐后配料,適當碳、硅含量;鑄型中加強排氣,型砂中的煤粉,有機物加入量;上砂箱高度。2.未澆滿鑄件上部殘。
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。形成原因:1、模具預熱溫度太低,金屬經過澆注時冷卻太快。2、模具排氣設計不良,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。ZG45Cr20Co20Ni20Mo3W3風葉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,使用前未經預熱。7、脫氧劑不佳,或用量不夠或操作不當等。
毛坯的的成形工藝,應用:汽車的發(fā)動機氣缸體,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優(yōu)點:尺寸精度和幾何精度高,表面粗糙度高,能夠鑄造外型復雜的鑄件。且鑄造的合金不受,缺點:工序繁雜,費用較高應用:適用于生產形狀復雜,精度要求高,或很難進行其它加工的小型零件,如渦輪發(fā)動機的葉片等,(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。防止:1、模具要充分預熱,涂料(石墨)的粒度不宜太細,透氣性要好。2、使用傾斜澆注澆注。3、原材料應存通風干燥處,使用時要預熱。5、澆注溫度不宜過高。
湖南ZG45Cr20Co20Ni20Mo3W3鑄鋼件風葉特征:縮孔是鑄件表面或內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)生在鑄件內澆道附近、冒口、厚大部位,壁的厚薄轉接處及具有大平面的厚薄處。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,流速快產品好,尺寸,互換性好,生產效率高,壓鑄模使用多,適合大批大量生產,經濟效益好,缺點:鑄件容易產生的氣孔和縮松,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,影響壓鑄生產的擴大,應用:壓鑄件應用在汽車工業(yè)和儀表工業(yè),后來逐步擴大到各個行業(yè),如農業(yè)機械,機床工業(yè),電子工業(yè),工業(yè),計算機,器械,鐘表。照相機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,并在壓力下結晶以形成鑄件的,澆注時的壓力和速度可以。
ZG45Cr20Co20Ni20Mo3W3風葉形成原因:1、模具工作溫度控制未達到定向凝固要求。2、涂料選擇不當,不同部位涂料層厚度控制不好。3、鑄件在模具中的位置設計不當。4、澆冒口設計未能達到起充分補縮的作用。5、澆注溫度過低或過高。
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。:1、磨具溫度。2、涂料層厚度,涂料噴灑要均勻,涂料脫落而補涂時不可形成局部涂料堆積現象。3、對模具進行局部加熱或用絕熱材料局部保溫。4、熱節(jié)處鑲銅塊,對局部進行激冷。5、模具上設計散熱片,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)生產時激冷塊本身冷卻不充分。7、模具冒口上設計加壓裝置。8、澆注設計要準確,選擇適宜的澆注溫度。
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。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,將渣去除后,呈現光滑的孔,一般分布在澆注位置下部,內澆道附近或鑄件死角處,氧化物夾渣多以網狀分布在內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,或以團絮狀存在鑄件內部,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。
鑄件的內腔既可用金屬芯、也可用砂芯。金屬型的結構有多種,如水平分型、重直分型及復合分型。其中垂直分型便于開設內澆口和取出鑄件;水平分型多用來生產薄壁輪狀鑄件;復合分型的上半型是由垂直分型的兩半型采用鉸鏈連結而成,下半型為固定不動的水平底板,主要應用于較復雜鑄件的鑄造。金屬型鑄造型的工藝特點:金屬型的導熱速度快和無退讓性,使鑄件易產生澆不足、冷隔、裂紋及白口等缺陷。此外,金屬型反復經受金屬液的沖刷,會使用壽命,為此應采用以下工藝措施。預熱金屬型:澆注前預熱金屬型,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。生產鑄鐵件,金屬型預熱至250~350℃;生產有色金屬件預熱至100~250。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、澆注設置正確或使用鑄造纖維過濾網。2、采用傾斜澆注。3、選擇熔劑,嚴格控制品質。
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,鑄件的氣孔、夾渣等缺陷少,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。缺點及局限性:升液管壽命短,且在保溫中金屬液易氧化和產生夾渣。主要用來鑄造一些要求高的鋁合金和鎂合金鑄件,如氣缸體、缸蓋、曲軸箱和高速內燃機的鋁等薄壁件。6.離心鑄造離心鑄造是將金屬液澆入的鑄型。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、夾渣等缺陷有聯系,多發(fā)生在鑄件尖角內側,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,容易造成鑄件內應力增大,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。故在生產長管形鑄件時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,力學性能高,便于制造筒,套類復合金屬鑄件,用于生產異形鑄件時有一定的局限性,鑄件內孔直徑不準確,內孔表面比較粗糙,較差。加工余量大,鑄件易產生比重偏析,應用:離心鑄造早用于生產鑄管,在冶金,礦山,交通,排灌機械,,汽車等行業(yè)中均采用離心鑄造工藝,來生產鋼,鐵及非鐵碳合金鑄件,其中尤以離心鑄鐵管,內燃機缸套和軸套等鑄件的生產為普遍。(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:金屬型的熱導率和熱容量大,冷卻速。
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。:1、應注意鑄件結構工藝性,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到所要求的冷卻速度,避免形成太大的內應力。3、應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。
內外圓錐面,端面,溝槽,螺紋和回轉成形面等,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,鑄造工藝設計為平澆,見圖3,鑄件實體處于平躺狀態(tài),選擇高度方向的對稱中分面為鑄件分型面,分為上,下型澆注,內腔采用整體芯子。芯盒采用鋼骨架結構,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工藝來看,掛舵臂鑄鋼件的生產工序較多,鋼水的,砂型的性能,造型緊實度控制,合箱時型腔控制,澆注溫度和速度,開箱溫度,熱處理控制等各個環(huán)節(jié)都會影響終的產品。掛舵臂形狀復雜,主體為薄壁長筒結構,兩端分別連接厚大的下舵承和下舵鈕結。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,冷隔嚴重時就成了“欠鑄”。冷隔常出現在鑄件頂部壁上,薄的水平面或垂直面,厚薄壁連接處或在薄的助板上。
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。形成原因:1、金屬模具排氣設計不合理。2、工作溫度太低。3、涂料品質不好(人為、材料)。4、澆道開設的位置不當。5、澆注速度太慢等。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生熱裂紋,由于掛舵臂主體薄壁長筒的結構特點。更容易判斷出缺陷的性質,檢測原始數據可數字化存儲,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那樣可適用于鑄鋼件所有的復雜表面。使用具有一定的局限性,圖11PAUT在掛舵臂無損探傷中的使用◆鑄鋼件缺陷的修補通過前文可以發(fā)現,缺陷的存在會大大鑄鋼件的疲勞強度,必須采用的手段對缺陷進行處理,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實例進行分析。按照CCS材料與焊接規(guī)范的規(guī)定。
:1、正確設計澆道和排氣。2、大面積薄壁鑄件,涂料不要太薄,適當加厚涂料層有利于成型。3、適當模具工作溫度。4、采用傾斜澆注。5、采用機械震動金屬模澆注。
湖南ZG45Cr20Co20Ni20Mo3W3鑄鋼件風葉特征:在鑄件表面或內部形成相對規(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。
底部圓弧過渡,并經MT檢驗合格,焊接前焊補位置及周圍70mm范圍內所有油污,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)定以后應該扔掉,所有這一切都是影響氣體產生和砂型排氣的因素,這些東西如果達不到要求要想解決氣孔問題那是不可能。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型腔。
:1、砂芯制作時嚴格按工藝生產,檢查品質。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。鑄件在金屬型內收縮量愈大,取出采用困難,而且鑄件易產生大的內應力和裂紋。通常鑄鐵件的出型溫度700~950℃,開型時間為澆注后10~60秒。優(yōu)點:與砂型鑄造相比,金屬型鑄造有如下優(yōu)點:復用性好,可“一型多鑄”,節(jié)省了造型材料和造型工時。由于金屬型對鑄件的冷卻能力強,使鑄件的組織致密、機械性能高。鑄件的尺寸精度高,公差等級為IT12~IT14;表面粗糙度較低,Ra為6.3m。金屬型鑄造不用砂或用砂少,了勞動條件。缺點及局限性:金屬型的制造成本高、周期長、工藝要求嚴格,不適用于單件小批量鑄件的生產,主要適用于有色合金鑄件的大批量生產,如飛機、汽車、內燃機、摩托車等用的鋁、汽缸體、汽缸蓋、油泵殼體及銅合金的軸瓦、軸套。