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。由于鑄鋼件的特點(diǎn)，幾乎所有的工業(yè)部門都需要用鑄鋼件，在船舶和車輛、建筑機(jī)械、工程機(jī)械、電站設(shè)備、礦山機(jī)械及冶金設(shè)備、及設(shè)備、油井及化工設(shè)備等方面應(yīng)用尤為廣泛。至于鑄鋼件在在離心力作用下填充鑄型而凝固成形的一種鑄造。離心鑄造的分類根據(jù)鑄型軸線在空間的位置，常見的離心鑄造可分為兩種：離心鑄造：鑄型的軸線處于水平狀態(tài)或與水平線夾角很?。?4°）時(shí)的離心鑄造。立式離心鑄造：鑄型的軸線處于垂直狀態(tài)時(shí)的離心鑄造稱為立式離心鑄造。鑄型軸與水平線和垂直線都夾有較大角度的離心鑄造稱為傾斜軸離心鑄造，但應(yīng)用很少。a)立式離心鑄造b)立式離心澆注成形鑄件c)離心鑄造1，16—澆包2，14—鑄型3，13—金屬4—帶輪和帶5—軸6—鑄件7—電動(dòng)機(jī)8—澆注9—型腔10—型芯11—上型12—下型15—澆注槽17—端蓋優(yōu)點(diǎn)：用離心鑄造生產(chǎn)空心體鑄件。各產(chǎn)業(yè)部門的應(yīng)用，由于各國的具體條件不同，情況可能有較大的差異。要從具體情況出發(fā)，根據(jù)缺陷的特征、位置、采用的工藝和所用型砂等因素，進(jìn)行綜合分析，然后采取相應(yīng)的技術(shù)措施，防止和缺陷。1.澆不到鑄件局部有殘缺、常出現(xiàn)在薄壁部位、離澆道遠(yuǎn)部位或鑄件上部。殘缺的邊角圓滑光亮不粘砂。產(chǎn)生原因：澆注溫度低、澆注速度太慢或斷續(xù)澆注；橫澆道、內(nèi)澆道截面積?。昏F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(nèi)澆道的截面積；爐后配料，適當(dāng)碳、硅含量；鑄型中加強(qiáng)排氣，型砂中的煤粉，有機(jī)物加入量；上砂箱高度。2.未澆滿鑄件上部殘。
廣東ZG30Cr26Ni5鑄鋼件托架鑄鋼件的品種繁多，不勝枚舉。現(xiàn)就幾個(gè)主要的產(chǎn)業(yè)部門使用鑄鋼件的情況做簡要說明。
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)按照焊接工藝評定WPS進(jìn)行選。電站設(shè)備是高技術(shù)產(chǎn)品，其主要零件都在高負(fù)荷下長時(shí)間連續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn)，火電站和核電站設(shè)備中有不少零部件還需耐受高溫和高壓蒸汽的腐蝕，因而對零部件的可靠性有很嚴(yán)格的要求。鑄鋼件能大限度地這些要求，在電站設(shè)備中廣為采用。圓角區(qū)域及確定缺陷的范圍和位置時(shí)應(yīng)選用適當(dāng)角度的斜進(jìn)行探傷，超聲波探傷的部位及驗(yàn)收按照的要求進(jìn)行，應(yīng)特別注意澆冒口的位置及使用中可能會(huì)出現(xiàn)高應(yīng)力的區(qū)域。由于單晶直存在近場盲區(qū)，在探測鑄鋼件近表面的缺陷(≤50mm)時(shí)，拉拔是用外力作用于被拉金屬的前端，將金屬坯料從小于坯料斷面的?？字欣觯韵鄳?yīng)的形狀和尺寸的制品的一種塑性加工，由于拉拔多在冷態(tài)下進(jìn)行。因此也叫冷拔或冷拉，沖壓是靠壓力機(jī)和模具對板材，帶材，管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形或分離，從而所需形狀和尺寸的工件(沖壓件)的成形加工，金屬注射成形(MetalInjectionMolding。簡稱MIM)是一種從塑料注射成形行業(yè)中引伸出來的新型粉末冶金近凈成形技。
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(diǎn)。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(chǔ)，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(huì)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(yàn)中遇到的缺陷修復(fù)實(shí)例進(jìn)行分析。按照CCS材料與焊接規(guī)范的規(guī)定。鐵路機(jī)車及車輛鐵路運(yùn)輸與的生命財(cái)產(chǎn)安全密切相關(guān)，因此。保證安全是至關(guān)重要的，機(jī)車車輛的一些關(guān)鍵部件，如車輪、側(cè)架、搖枕、車鉤等，都是的鑄鋼件。
鐵路轉(zhuǎn)轍用的轍岔是承受強(qiáng)烈沖擊和的部件，工況條件極為惡劣，形狀又很復(fù)雜。圖6型芯撐未熔合產(chǎn)生的裂紋圖7夾渣圖8縮松夾渣的產(chǎn)生原因?yàn)殍T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(shí)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(bǔ)縮的結(jié)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(shí)度不夠，澆注中鋼水沖刷型腔所致，氣孔:型腔/型芯產(chǎn)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(yīng)力的作用，高應(yīng)力區(qū)域主要出現(xiàn)在外表面和近表面區(qū)域，故產(chǎn)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(diǎn)，與粘土砂相比，產(chǎn)生粉塵污染較。
(3)在鑄件易發(fā)生裂紋處設(shè)置防裂筋，是防止鑄鋼件熱裂的有效措施。(4)及時(shí)松箱，也有助于熱裂，因?yàn)榭梢澡T件的收縮應(yīng)力，造型材料方面(1)樹脂加入量，銑削較多地用于銑輪廓和槽等簡單外形/特征，數(shù)控銑床可以進(jìn)行復(fù)雜外形和特征的加工，銑鏜加工中心可進(jìn)行三軸或多軸銑鏜加工。用于加工，模具，檢具，胎具，薄壁復(fù)雜曲面，人工假體，葉片等，在選擇數(shù)控銑削加工內(nèi)容時(shí)，應(yīng)充分發(fā)揮數(shù)控銑床的優(yōu)勢和關(guān)鍵作用，刨削加工是用刨刀對工件作水平相對直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的切削加工，主要用于零件的外形加工。刨削加工的精度為IT9~IT7，表面粗糙度Ra為6.3~1.6um，磨削加工磨削是指用磨料，磨具切除工件上多余材料的加工方。建筑、工程機(jī)械及其他車輛建筑機(jī)械和工程機(jī)械的工況條件都很差，大部分零件都承受高的負(fù)荷或需耐受沖擊磨損，其中很大一部分是鑄鋼件，如行動(dòng)中的輪、承重輪、搖臂、履帶板等。
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，主體為薄壁長筒結(jié)構(gòu)，兩端分別連接厚大的下舵承和下舵鈕結(jié)。一般汽車很少用鑄鋼件，但特種越野車和重型貨車的行動(dòng)部分也用不少的鑄鋼件。鑄鋼的熔煉。鑄鋼必須采用電爐熔煉，主要有電弧爐和感應(yīng)電爐。根據(jù)爐襯材料和所用渣系的不同，義可分為酸性熔爐和堿性熔爐。碳鋼和低合金鋼可采用任何一種熔爐熔煉，但高合金鋼只能采用堿性熔爐熔煉。
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。鑄造工藝。鑄鋼的熔點(diǎn)高，流動(dòng)性差，鋼液易氧化和吸氣。同時(shí)，其體積收縮率為灰鑄鐵的2～3倍．因此，鑄鋼的鑄造性能較差，容易產(chǎn)生澆不足、氣孔、縮孔、熱裂、黏砂、變形等缺陷。為防止上述缺陷的產(chǎn)生，必須在工藝上采取相應(yīng)措施。
有效地隔絕了金屬液與鑄型界面發(fā)生反應(yīng)，5.煤粉加熱到一定溫度時(shí)，干餾出煤焦油成為具有可塑性的膠質(zhì)體，使鑄型的塑性，退讓性，型砂因受熱而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，有利于防止鑄件產(chǎn)生夾砂等缺陷，6.煤粉的加入量主要根據(jù)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(xiàn)粘砂時(shí)，加入1%--2%的重油將可取得良好的效果，在型砂里加煤粉會(huì)惡化鑄造車間的勞動(dòng)條件。因此，出現(xiàn)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(nèi)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(xiàng)澆注工藝是鑄鋼件整個(gè)生產(chǎn)流程中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)。生產(chǎn)鑄鋼件用型砂應(yīng)有高的耐火度和抗黏砂性，以及高的強(qiáng)度、透氣性和退讓性。原砂通常采用顆粒較大、均勻的硅砂；為防止黏砂，型腔表面多涂以耐火度更高的涂料；生產(chǎn)大件時(shí)多采用于砂型或水玻璃砂快于鑄型。為了鑄型強(qiáng)度、退讓性，型砂中常加入各種添加劑。所以對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，否則降溫又是一個(gè)吸潮的了，控制澆注溫度對氣孔的產(chǎn)生也是很重要的因素之一。溫度對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。
可以幫助驗(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(huì)增大，鋼水溫度高吸氣量會(huì)增。在澆注和冒口的設(shè)計(jì)上。由于鑄造碳鋼傾向逐層凝固，收縮大，因此多采剛順序凝固原則來設(shè)置澆注和冒口．以防止縮孔、縮松的出現(xiàn)。一般來說，鑄鋼件都要設(shè)置冒口。冷鐵也應(yīng)用較多。此外，應(yīng)盡量采用形狀簡單、截面面積較大的底注式澆注，使鋼液迅速、平穩(wěn)地充滿鑄型。
廣東ZG30Cr26Ni5鑄鋼件托架熱處理。鑄鋼的熱處理通常為退火或正火。退火主要用于w(C)≥0.35%或結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜的鑄鋼件，這類鑄件塑性差，鑄造應(yīng)力大，鑄件易開裂。正火主要用于w(C)≤0.35%的鑄鋼件，這類鋼件碳含量低，塑性，冷卻時(shí)不易開裂。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(jì)鑄件時(shí)，鑄件壁的連接和拐角部分應(yīng)設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)要加上這部分收縮尺寸。優(yōu)點(diǎn)：粘土的資源豐富、價(jià)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(shí)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(diǎn)及局限性：因?yàn)槊總€(gè)砂質(zhì)鑄型只能澆注一。
