是由設計者決定的,生產方無法改變,但是,對于園角的大小。壁厚過渡處的處理等,可以與有關設計部門協商,按照鑄造生產要求作適當修改,與鑄鐵件相比,澆注鑄鋼件具有以下的特點:澆注溫度高達1580℃以上,鋼液對鑄型的熱作用且時間長,一般采用底注包澆注,金屬液對鑄型的沖刷力大,鋼液易與造型材料發生相互作用。使鑄件產生氣孔,粘砂和夾砂等缺陷,因此,對鑄鋼件濕型砂的要求比鑄鐵件高,鑄鋼件濕型砂的含水量應嚴格控制,一般為4¥--5%,面砂的透氣性應大于100,背砂的透氣性應在200以上,濕壓強度應大于55千帕。鑄型的表面硬度應在80-90.手工造型時型砂的緊實率控制在50%--55%,砂型鑄造是制造其零件。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變引起 體積變化等原因,不可避免的會在鑄件內產生內應力。鑄件內應力會使鑄件在存放、后 序加工及使用中產生裂紋或變形,鑄件的尺寸精度和使用性能,甚至使鑄件報廢。或加工量很小,所以既了金屬利用率,又了大量的加工設備和工時;鑄件價格便易;可以采用組合壓鑄以其他金屬或非金屬材料。既節省裝配工時又節省金屬。缺點及局限性:壓鑄時由于液態金屬充填型腔速度高,流態不,故采用一般壓鑄法,鑄件易產生氣孔,不能進行熱處理;對內凹復雜的鑄件,壓鑄較為困難;高熔點合金(如銅,黑色金屬),壓鑄型壽命較低;不宜小批量生產,其主要原因是壓鑄型制造成本高,壓鑄機生產效率高,小批量生產不經濟。4.金屬型鑄造又稱硬模鑄造,它是將金屬澆入金屬鑄型,以鑄件的一種鑄造。鑄型是用金屬制成,可以反復使用多次(幾百次到幾千次),又叫型鑄造。金屬型的結構一般的,金屬型用鑄鐵和鑄鋼制。因此,對于有較大鑄造殘留應力的鑄件,尤其是形狀復雜的大型鑄件,應在機械加工 前進行內應力處理。鑄件在焊補時也會產生內應力,因此,焊補后的鑄件也應進行 內應力處理。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,具有一定的優勢,但PAUT由于使用條件的,僅可用于軸孔表面這樣的規則區域,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材料與焊接規范的規定。
山東ZG25Cr18Ni9Si2鑄鋼件料筐常采用的鑄件內應力處理是自然時效和人工時效。自然時效是將鑄件 平穩地放置在空地上,一般放置6-18個月,好經過夏季和冬季。大型鑄鐵件,如床 身,機架等一般采用這種時效為使樹脂砂,尤其呋喃樹脂砂避免或熱裂,可采取以下幾個方面的措施: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Ⅱ型硫化物,(鑄鋼件中的硫化物呈三種形態,即Ⅰ型,Ⅱ型和Ⅲ型,其中Ⅱ型的硫化物沿晶界分布,呈斷續狀,容易引起鑄件熱裂,)通過錳硫比來改變硫的分布型態,(2)對于碳鋼件。應使S+P≤0.07%,因為硫與磷的疊加作用,使熱裂傾向性,(3)用A1脫氧時,應將鋁的殘留量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[巖石狀"。大大鑄鋼件的抗熱裂能力,(4)使鋼的晶粒能細化,如在鋼液中加入稀土和硅鈣,因為在操作規程中已經對那些基本的操作做出了詳細的規定及實施方。。自然時效鑄件尺寸的效果比人工時效好,但周 期長,因此中小鑄件、甚至大鑄件通常都采用人工時效來內應力。人工時效通 常指對鑄件進行內應力回火,即將鑄件加熱到塑性變形溫度范圍保持一段時間,使 鑄件各部位溫度均勻化,從而釋放鑄件內應力,使鑄件尺寸趨于,然后使鑄件在爐內 冷卻到彈性變形溫度范圍后出爐空冷。此外,振動時效作為一種鑄件內應力的 新工藝,由于其能耗和處理成本較低,且在內應力及保證鑄件尺寸性方面效果 顯著,也越來越受到。(1)就澆注溫度而言,澆注溫度對鑄件影響很大,應該根據合金種類,鑄件結構和鑄型特點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鍵位置,缺陷前將缺陷部位及附近預熱到150℃以上,圖14缺陷初步坡口檢查CCS規范規定鑄鋼件缺陷剔除后,應進行無損檢測以證實缺陷被完全,若屬于需要修補的焊補時。所有開槽的底部應具有3倍槽深的直徑,且剔除缺陷時應使坡口形狀能夠方便后續的焊接操作,此外,大焊補的坡口形狀還要CCS已經批準的鑄鋼件焊補WPS(NO,JTHP-007)的要求,坡口角度大于15°,本次修復嚴格按照WPS和規范的要求。打磨坡口,坡口的角度應大于焊補工藝WPS的坡口角。
常用的鑄造砂是硅質砂,硅砂的高溫性能不能使用要求時則使用鋯英砂、鉻鐵礦砂、剛玉砂等特種砂。應用廣的型砂粘結劑是粘土,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劑。砂型鑄造中所用的外砂型按型砂所用的粘結劑及其建立強度的不同分為粘土濕砂型、粘土干砂型和化學硬化砂型3種。砂型鑄造用的是和簡單類型的鑄件已延用幾個世紀.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,應預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。白口鑄鐵件內應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,由于熱導率低和 線收縮率大,鑄件在凝固冷卻后有較大的殘留應力,如不及時退火予以,極易在放 置、運輸、加工和使用中自行開裂,所以必須進行人工時效。產生原因:緊實度不夠或不勻;面砂強度不夠、或型砂水分過高;液態金屬壓頭過大、澆注速度太快。防止:鑄型緊實度、避免局部過松;混砂工藝、控制水分,型砂強度;液態金屬的壓頭、澆注速度。7.抬箱鑄件在分型面處有大面積的披縫,使鑄型外形尺寸發生變化。抬箱過大,造成跑火——鐵水自分型面外溢,嚴重時造成澆不足缺陷。產生原因: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,則往往出現砂眼或殘缺。產生原因:模樣上有深而小的凹。
它是成形軋制(縱軋)的一種特殊形式,鍛造是一種利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力,并在壓力下成型和凝固而鑄件的,低壓鑄造在低壓氣體作用下使液態金屬充填鑄型并凝固成鑄件的鑄造,低壓鑄造初主要用于鋁合金鑄件的生產。以后進一步擴展用途,生產熔點高的銅鑄件,鐵鑄件和鋼鑄件,離心鑄造是將金屬注入高速的鑄型內,使金屬液在離心力的作用下充滿鑄型和形成鑄件的技術和,離心鑄造所用的鑄型,根據鑄件形狀,尺寸和生產批量不同?蛇x用非金屬型(如砂型,殼型或熔模殼型),金屬型或在金屬型內敷以涂料層或樹脂砂層的鑄型,消失模鑄造是把與鑄件尺寸形狀相似的石蠟或泡沫模型粘結組合成模型簇,刷涂耐火涂料并烘干后。高合金白口鑄鐵的人工時效工藝,一般是以20-100℃/h 的加熱速度使鑄件升溫到800-900℃,保溫一段時間后以20-50℃ 的冷卻速度隨爐冷卻到100-150℃以下出爐。形狀復雜和導熱性極差的鑄件,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。保溫時間t=δ/25(h),式中δ為鑄件厚度(mm)。
以下是實際生產中采用的高硅耐酸鑄鐵件和高鉻鑄鐵件的人工時效規范。含氫量過高;爐料中帶入的鉻等白口形成元素過多;元素偏析嚴重;防止:控制化學成分、碳、硅含量不宜過高;爐襯、包襯要烘干;型砂水分不宜過高;加強爐料,帶入白口化元素。圖15坡口檢查焊接前預熱規范要求碳鋼和碳錳鋼鑄鋼件應根據其化學成分,缺陷的大小和位置進行預熱,如果擬補焊的是重大缺陷,則在補焊前,鑄鋼件應進行細化晶粒處理,本次焊補屬于重大缺陷焊補,焊補前對缺陷部位進行局部火焰預熱4h后。在坡口附近70mm范圍內測溫,150-200℃開始焊接,焊材規格鑄鋼件缺陷的焊補應采用經認可的低氫型焊接材料,其焊縫的熔敷金屬應具有不低于鑄鋼件母材規定的力學性能,在實際操作時,應按照焊接工藝評定WPS進行選。
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,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。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;形狀較復雜的鑄件,應在凝固后冷卻至700℃左右時即出型送入已預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。鑄鋼件的缺陷按照修補程度分級可分為大焊補,小焊補,修飾性焊補和不必焊補的修理,當檢驗中發現缺陷時,應按照規范的要求對缺陷進行分級,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模,然后蠟模上涂以泥漿,這就是泥模,泥模晾干后,在焙燒成陶模,一經焙燒,蠟模全部熔化流失,只剩陶模,一般制泥模時就留下了澆注口。再從澆注口灌入金屬熔液,冷卻后,所需的零件就制成了,模鍛是在模鍛設備上利用模具使毛坯成型而鍛件的鍛造,根據設備不同,模鍛分為錘上模鍛,曲柄壓力機模鍛,平鍛機模鍛,壓力機模鍛等,輥鍛是材料在一對反向模具的作用下產生塑性變形所需鍛件或鍛坯的塑性成形工。
鑄造的定義:是將金屬澆鑄到與零件形狀相適應的鑄造空腔中,待其冷卻凝固后,具有一定形狀、尺寸和性能金屬零件毛坯的成型。常見的鑄造有砂型鑄造和精密鑄造,詳細的分類如下表所示。砂型鑄造:砂型鑄造——在砂型中生產鑄件的鑄造。鋼、鐵和大多數有色合金鑄件都可用砂型鑄造。由于砂型鑄造所用的造型材料價廉易得,鑄型制造簡便,對鑄件的單件生產、成批生產和大量生產均能適應,長期以來,一直是鑄造生產中的基本工藝。精密鑄造:精密鑄造是用精密的造型鑄件工藝的總稱。它的產品精密、復雜、接近于零件后形狀,可不加工或很少加工就直接使用,是一種近凈形成形的先進工藝。常用的鑄造及其優缺點1.普通砂型鑄造制造砂型的基本原材料是鑄造砂和型砂粘結。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℃ 以下時加熱速度為20℃/h,鑄件溫度在500℃以上時加熱速度為50℃/h保溫,保溫時間 保溫時間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。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,帶有樹枝關結晶的稱縮松,比縮松更的稱疏松。常出現在熱世部位。產生原因:鐵水中碳、硅含量過低,收縮大;澆注速度太快、澆注溫度過高,使得液態收縮大;澆注、冒口設計不當,無法實現順序凝固;冒口太小,補縮不充分。防止:控制鐵水的化學成分在規定范圍內;澆注速度和澆注溫度;改進澆冒口,利用順序凝固;加大冒口體積,保證充分補縮。14.反白口鑄件斷口內部出現白口組織,邊緣部分出現灰口。產生原因:碳、硅含量較高的鐵。
山東ZG25Cr18Ni9Si2鑄鋼件料筐 刷涂耐火涂料并烘干后,埋在干石英砂中振動造型。在負壓下澆注,使模型氣化,金屬占據模型位置,凝固冷卻后形成鑄件的新型鑄造,工藝流程:預發泡→發泡成型→浸涂料→烘干→造型→澆注→落砂→清理鑄件精度,既可脫氧,脫硫,又可以細化晶粒,對NiCrMoV鋼的測定表明:在相同的條件下。經稀土+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,盡量鋼液的澆注溫度,對0.19%C的碳鋼,在1550℃時澆注比在1600℃時澆注,其抗熱裂能力幾乎高一倍。(2)對于薄壁鑄件,宜采用較高的澆注速度,如對某鑄鋼件,重量為125Kg,壁厚為15mm,澆注時間為14秒時不出現熱裂,至40秒就觀察到裂。球墨鑄鐵件內應力時效處理球墨鑄鐵彈性模量較高且對凝固冷卻速度非常,其鑄件內應力一般比灰鑄鐵件高1-2倍,與白口鑄鐵相近。因此,對形狀復雜、壁厚差較大的球墨鑄鐵件,即使無特殊 的熱處理要求,一般也應進行內應力的低溫時效處理。球墨鑄鐵件的應力傾向 比灰鑄鐵小,且與其基體組織有關,其低溫時效回火的工藝要點是:將鑄件加熱到Ac1以 下溫度保溫一段時間后隨爐冷卻到彈性溫度范圍,于200-250℃出爐空冷。但目前 國內鑄造廠家多采用鑄態球墨鑄鐵工藝生產球墨鑄鐵件,對這類球墨鑄鐵件一般不需要 進行內應力的低溫時效回火處理。工藝設計也是一個很重要的環節,內澆口位置的確定對鋼水進入型腔是否平穩有著很大的影響,設置不當會造成鋼水紊流容易把氣體卷入造成內部的氣孔,使其產生塑性變形以具有一定機械性能,一定形狀和尺寸鍛件的加工。鍛壓(鍛造與沖壓)的兩大組成部分之一,通過鍛造能金屬在冶煉中產生的鑄態疏松等缺陷,微觀組織結構,同時由于保存了完整的金屬流線,鍛件的機械性能一般優于同樣材料的鑄件,相關機械中負載高,工作條件嚴峻的重要零件。除形狀較簡單的可用軋制的板材,型材或焊接件外,多采用鍛件,軋制又稱壓延,指的是將金屬錠通過一對滾輪來為之賦形的,如果壓延時,金屬的溫度超過其再結晶溫度,那么這個被稱為[熱軋。