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??;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(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。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。具有型砂流動(dòng)性好。易緊實(shí),操作簡便,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,無味,以及勞動(dòng)條件好等優(yōu)勢,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)。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。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土或天然鈉基膨潤土,以型砂的熱濕拉強(qiáng)度或抗夾。
陜西310S鑄鋼件推料器滾輪常采用的鑄件內(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)效結(jié)疤的能力。為了型砂的韌性和表面風(fēng)干強(qiáng)度,常加入適量的桐油或糊精粘結(jié)劑,為了鑄型的表面強(qiáng)度,可在鑄型表面噴涂糖漿,紙漿廢液或水玻璃溶液,但噴涂后應(yīng)停放一段時(shí)間或烘干后再合型澆注,需要使用型芯和型腔進(jìn)行組合造型。為了支撐巨大的型芯,需要使用型芯撐來連接型芯和型腔,型芯撐的融合問題需要在后續(xù)檢驗(yàn)時(shí)特別注意,在檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn),鑄鋼件常見的缺陷有:裂紋,氣孔,夾砂,夾雜,縮孔,疏松,內(nèi)冷鐵未熔合,型芯撐未熔合等,容易出現(xiàn)缺陷的位置:圓弧過渡部位。澆冒口,鑄造工藝?yán)钐帲瑠A渣夾砂部位,有氣割和碳弧氣刨痕跡處,焊補(bǔ)修復(fù)處,使用中有可能承受高應(yīng)力部位,圖4表面冷裂紋圖5表面熱裂紋裂紋分為熱裂紋和冷裂。。自然時(shí)效鑄件尺寸的效果比人工時(shí)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(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。液態(tài)金屬澆注到與零件形狀,尺寸相適應(yīng)的鑄型型腔中,待其冷卻凝固,以毛坯或零件的生產(chǎn),通常稱為金屬液態(tài)成形或鑄造,工藝流程:金屬→充型→凝固收縮→鑄件工藝特點(diǎn):可生產(chǎn)形狀任意復(fù)雜的制件,特別是內(nèi)腔形狀復(fù)雜的制件。適應(yīng)性強(qiáng),合金種類不受,鑄件大小幾乎不受,材料來源廣,廢品可重熔,設(shè)備低,廢品率高,表面較低,勞動(dòng)條件差,鑄造分類:(1)砂型鑄造(sandcasting)砂型鑄造:在砂型中生產(chǎn)鑄件的鑄造。鐵和大多數(shù)有色合金鑄件都可用砂型鑄造,工藝流程:砂型鑄造工藝流程技術(shù)特點(diǎn):適合于制成形狀復(fù)雜,特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔的毛坯,適應(yīng)性廣,成本低,對(duì)于某些塑性很差的材料,如鑄。
造型操作控制對(duì)氣孔的產(chǎn)生也有至關(guān)重要的作用,要嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程中的一些東西,工藝對(duì)一些常規(guī)產(chǎn)品的操作細(xì)節(jié)不做專門的要求,這種情況是完全可以避免的。前面說的所有問題及解決辦法都需要每一個(gè)參與這項(xiàng)工作的員工認(rèn)真對(duì)待才行,因?yàn)檫@些問題已經(jīng)不簡單的是一個(gè)產(chǎn)品問題了,在市場競爭如此激烈的,產(chǎn)品已經(jīng)直接關(guān)乎到企業(yè)的生存了,任何影響產(chǎn)品的問題都是大問題。必須要引起有關(guān)部門的注意了,只要我們起來就沒有解決不了的困難,所有的問題也就不是問題了,砂型鑄造是鑄造工藝的主要,約占整個(gè)鑄件生產(chǎn)的80%,砂型鑄造,按粘結(jié)劑材料分類,可分為粘土砂鑄造,樹脂砂鑄造和水玻璃砂鑄造等3大類。這3種工藝均適用于鑄鋼件的生。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。在離心力作用下填充鑄型而凝固成形的一種鑄造。幾乎不存在澆注和冒口的金屬消耗,工藝出品率,生產(chǎn)中空鑄件時(shí)可不用型,要盡量避免使用那些從社會(huì)上回收的各種各樣的零碎材料,因?yàn)槟抢锩娴碾s質(zhì)過于的復(fù)雜,容易給冶煉造成不必要的麻煩,冶煉時(shí)間。而冶煉又不是煮稀飯時(shí)間越長越好,隨著時(shí)間的鋼水中的各種成分含量在時(shí)刻發(fā)生著變化,像去年天津發(fā)生以后有許多小汽車報(bào)費(fèi)了,說是送到煉鋼廠去煉鋼了,搞過冶煉的人一定知道這樣的所為廢鋼是多么差的了,估計(jì)拿到這批廢鋼的單位干活的們要難過了。要把這樣的東西煉成好鋼難度一定不小,盡管現(xiàn)在大部分單位都是采用精煉,但是對(duì)于一些需要在冶煉后期才可以加入的合金材。
常用的鑄造砂是硅質(zhì)砂,硅砂的高溫性能不能使用要求時(shí)則使用鋯英砂、鉻鐵礦砂、剛玉砂等特種砂。應(yīng)用廣的型砂粘結(jié)劑是粘土,也可采用各種干性油或半干性油、水溶性硅酸鹽或鹽和各種合成樹脂作型砂粘結(jié)劑。砂型鑄造中所用的外砂型按型砂所用的粘結(jié)劑及其建立強(qiáng)度的不同分為粘土濕砂型、粘土干砂型和化學(xué)硬化砂型3種。砂型鑄造用的是和簡單類型的鑄件已延用幾個(gè)世紀(jì).砂型鑄造是用來制造大型部件,如灰鑄鐵,球墨鑄鐵,不銹鋼和其它類型鋼材等工序的砂型鑄造。其中主要步驟包括繪畫,模具,制芯,造型,熔化及澆注,清潔等。工藝參數(shù)的選擇加工余量:所謂加工余量,就是鑄件上需要切削加工的表面,應(yīng)預(yù)先留出一定的加工余量,其大小取決于鑄造合金的種類、造型、鑄件大小及加工面在鑄型中的位置等諸多因。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。為使樹脂砂,尤其呋喃樹脂砂避免或熱裂,可采取以下幾個(gè)方面的措施:合金方面(1)控制鑄件的含硫量。宜在0.03%以下,并且避免鑄件中出現(xiàn)Ⅱ型硫化物,(鑄鋼件中的硫化物呈三種形態(tài),即Ⅰ型,Ⅱ型和Ⅲ型,其中Ⅱ型的硫化物沿晶界分布,呈斷續(xù)狀,容易引起鑄件熱裂,)通過錳硫比來改變硫的分布型態(tài),(2)對(duì)于碳鋼件。應(yīng)使S+P≤0.07%,因?yàn)榱蚺c磷的疊加作用,使熱裂傾向性,(3)用A1脫氧時(shí),應(yīng)將鋁的殘留量A1殘留控制≤0.1%,過高的A1殘量,有利于形成A12S3,甚至可能形成A1N,使鋼的斷口呈現(xiàn)[巖石狀"。大大鑄鋼件的抗熱裂能力,(4)使鋼的晶粒能細(xì)化,如在鋼液中加入稀土和硅鈣,因?yàn)樵诓僮饕?guī)程中已經(jīng)對(duì)那些基本的操作做出了詳細(xì)的規(guī)定及實(shí)施方。
鑄鋼件的缺陷按照修補(bǔ)程度分級(jí)可分為大焊補(bǔ),小焊補(bǔ),修飾性焊補(bǔ)和不必焊補(bǔ)的修理,當(dāng)檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí),應(yīng)按照規(guī)范的要求對(duì)缺陷進(jìn)行分級(jí),熔模鑄造又稱失蠟鑄造,精密鑄造,包括壓蠟。修蠟,組樹,沾漿,熔蠟,澆鑄金屬液及后處理等工序,失蠟鑄造是用蠟制作所要鑄成零件的蠟?zāi)?,然后蠟?zāi)I贤恳阅酀{,這就是泥模,泥模晾干后,在焙燒成陶模,一經(jīng)焙燒,蠟?zāi)H咳刍魇?,只剩陶模,一般制泥模時(shí)就留下了澆注口。再從澆注口灌入金屬熔液,冷卻后,所需的零件就制成了,模鍛是在模鍛設(shè)備上利用模具使毛坯成型而鍛件的鍛造,根據(jù)設(shè)備不同,模鍛分為錘上模鍛,曲柄壓力機(jī)模鍛,平鍛機(jī)模鍛,壓力機(jī)模鍛等,輥鍛是材料在一對(duì)反向模具的作用下產(chǎn)生塑性變形所需鍛件或鍛坯的塑性成形工。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(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。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,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余量,成型的新工藝,該工藝無需取模,無分型面,無砂芯,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。
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(jí)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。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。生產(chǎn)效率,應(yīng)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(diǎn)是利用模具腔對(duì)融化的金屬施加高壓,模具通常是用強(qiáng)度更高的合金加工而成的,這個(gè)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(yīng)做成兩個(gè)或更多個(gè)部分;在鑄模制作中。必須留出向鑄模內(nèi)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(dāng)時(shí)間,一直到金屬凝固,取出零件后,鑄模被毀,因此必須為每個(gè)鑄造件制作新。
陜西310S鑄鋼件推料器滾輪 整個(gè)熱處理去應(yīng)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(bǔ)處及其臨近的母材應(yīng)打磨光滑,使用原來的無損探傷做復(fù)查,以確保修補(bǔ)處的要求,本次缺陷修補(bǔ),保溫冷卻48小時(shí)后按照IACS,REC,69的要求對(duì)缺陷周圍進(jìn)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(xiàn)的各個(gè)方向,經(jīng)無損探傷未發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷,圖17焊后探傷檢驗(yàn)缺陷原因分析及改進(jìn)措施該缺陷位于軸孔中間部位,相對(duì)于較厚的兩側(cè)截面,此位置,在凝固中降溫快,凝固,而此時(shí)兩側(cè)厚大部位仍有液相存在。形成原因?yàn)樵谀讨欣鋮s不均勻,局部應(yīng)力集中,超過金屬的彈性極限。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。壓鑄為CT5~7);可以金屬材料的利用率。熔模鑄造能顯著產(chǎn)品的成形表面和配合表面的加工量,節(jié)省加工臺(tái)時(shí)和刃具材料的消耗;能限度地毛坯與零件之間的相似程度,為零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來很大方便。鑄造形狀復(fù)雜的鑄件熔模鑄造能鑄出形狀十分復(fù)雜的鑄件,也能鑄造壁厚為0.5mm、重量小至1g的鑄件,還可以鑄造組合的、整體的鑄件;不受合金材料的。熔模鑄造法可以鑄造碳鋼、合金鋼、球墨鑄鐵、銅合金和鋁合金鑄件,還可以鑄造高溫合金、鎂合金、鈦合金以及等材料的鑄件。對(duì)于難以鍛造、焊接和切削加工的合金材料,特別適宜于用精鑄鑄造;生產(chǎn)靈活性高、適應(yīng)性強(qiáng)熔模鑄造既適用于大批量生產(chǎn),也適用小批量生產(chǎn)甚至單件生。