或對樹脂改性,使樹脂具有熱塑性。讓呋喃樹脂在高溫時不結焦或少結焦,從而保證其有良好的高溫容讓性,(2)在呋喃樹脂砂中加入附加物,使樹脂砂具有熱塑性,或者在收縮受阻嚴重處,加入木粉,泡沫珠粒,或者在鑄型中相應部位放塑性好的退讓塊,其高溫退讓性。(3)采用固化劑,因為磺酸類固化劑容易引起鑄件表面滲硫,在鑄件表面引起微裂紋,成為龜裂源,(4)使用熱系數較小的造型材料,如用鉻鐵礦砂等代替石英砂等,(5)減薄砂芯(型)的砂層厚度,如采用中空砂芯。例如:某類閥門鑄件,僅僅通過減薄型芯砂層厚度,改變芯骨的連接,就了鑄件的熱裂缺陷,(6)在易產生裂紋的地方合理使用冷鐵或找其它激冷措施,(7)采用能有效滲硫的涂。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。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。優點:與砂型鑄造相比,金屬型鑄造有如下優點:復用性好,可“一型多鑄”,節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。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。而應采用雙晶直或斜。相控陣超聲檢測技術(PAUT)的使用PAUT技術也被用于32.5萬噸礦砂船掛舵臂鑄鋼件的超聲波探傷中,PAUT是一種依據設定的聚焦法則對陣列各個單元在發射或接收聲波時施加不同的時間(或電壓),通過波束形成實現檢測聲束的。偏轉和聚焦等功能的超聲檢測成像技術,通過檢驗發現,PAUT技術可有效檢測出鑄鋼件軸孔位置所關注區域的內部缺陷,與的A脈沖超聲波檢測技術結果基本一致,的A脈沖超聲波檢測技術無法直接快速判斷缺陷的形狀。需要與試塊進行對比,且探傷結果無法數字化儲存,使用PAUT技術C掃描成像的缺陷檢測,可以更加準確的判斷缺陷的形狀,鑄件結構方面鑄件的形狀與尺。
福建ZG35Cr24Ni7SiN(Re)鑄鋼件耐熱鑄件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此項工藝認可是CCS對鑄鋼件生產企業進行工廠認可和對其進行生產的鑄鋼件開展檢驗工作的必要條件。焊補的應嚴格此缺陷修補認可工藝及CCS材料與焊接規范的要求,缺陷的發現和初步清理本實例缺陷位于掛舵臂大端軸孔處,經超聲波(斜)測定:長度沿著軸線方向,長度約300mm,斷面沿徑線方向向內部擴展。深度約60mm,圖12超聲波探傷(斜)圖13缺陷位置示意CCS規范要求鑄鋼件缺陷可采用打磨,機加工,或鈚鑿加打磨,或氣割或碳弧氣刨加打磨的去除,重要鑄件采用氣割或碳弧氣刨鏟除缺陷時,可視鑄件的化學成分。缺陷大小和性質,進行必要的預熱,本次缺陷的采用了碳弧氣刨加砂輪打磨的,電壓25-35V。。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。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。
刷涂料:為保護金屬型和方便排氣,通常在金屬型表面噴刷耐火涂料層,以免金屬型直接受金屬液沖蝕和熱作用。因為涂料層厚度可以改變鑄件各部分的冷卻速度,并有利于金屬型中的氣體。澆注不同的合金,應噴刷不同的涂料。如鑄造鋁合金件,應噴刷由氧化鋅粉、滑石粉和水玻璃制成的涂料;對灰鑄鐵件則應采用由石墨粉、滑石粉、耐火粘土粉及桃膠和水組成的涂料。澆注:金屬型的導熱性強,因此采用金屬鑄型時,合金的澆注溫度應比采用砂型高出20~30℃。一般的,鋁合金為680℃~740℃;鑄鐵為1300℃~1370℃;錫青銅為1100~1150℃。薄壁件取上限,厚壁件取下限。鑄鐵件的壁厚不小于15mm,以防白口組織。開型:開型愈。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。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。壓鑄工藝流程圖優點: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;經濟效果優良。由于壓鑄件尺寸,表泛光潔等優點。一般不再進行機械加工而直接使。
熱裂紋多呈不規則曲線,裂縫內表面比較粗糙且呈氧化鐵黑褐色無金屬光澤。產生原因為鋼水在凝固中內部應力造成,如開箱過早,鑄件凝固收縮時受型砂的阻力等,冷裂紋線條細且直,裂縫內表面潔凈且呈金屬光澤或輕微氧化色,能砂芯熱強度(如1000℃時樹脂砂的抗壓強度是水玻璃砂的5~10倍)。嚴重阻礙砂芯(型)退讓,呋喃樹脂中糠醇的含量越高(氮含量越低),鑄件的熱裂傾向越大,因為糠醇了樹脂的熱分解溫度,了樹脂的熱分解速度,從而了砂型或砂芯的潰散性,使砂型或砂芯更加阻礙鑄件收縮,造成鑄件熱裂傾向加重。由于鑄鋼凝固時液一固兩相區的區間較寬,因此呋喃樹脂砂鑄鋼時更易產生熱裂缺陷,尤其是框架結構件,用呋喃樹脂砂。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。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。
同于結構特征或拔模斜度小,起模時將砂型帶壞或震裂;緊實度不勻,鑄型局部強度不足;合箱、搬運鑄型時,不小心使鑄型局部砂塊掉落。防止:模樣拔模斜度要、表面光潔;鑄型緊實度高且均勻;合箱、搬運中,操作小心。9.錯型(錯箱)鑄件的一部分與另一部分在分型面的接縫處錯開,發生相對位移,使鑄件外形與圖紙不相符合。產生原因:模樣制作不良,上下模沒有對準或模樣變形;砂箱或模板定位不準確,或定位銷松動;造型機上零件磨損,例如正壓板下襯板、反壓板軸承的磨損等;澆注時用的套箱變形,搬運、圍箱時不注意,使上下鑄型發生位移。防止:加強模板的檢查和修理;經常檢查砂箱、模板的定位銷及銷孔、并合理地安裝;檢查造型機的有關零。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。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或與水平線夾角很小(<4°)時的離心鑄造。立式離心鑄造:鑄型的軸線處于垂直狀態時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—電動機8—澆注9—型腔10—型芯11—上型12—下型15—澆注槽17—端蓋優點:用離心鑄造生產空心體鑄件。
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。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。后制件或毛坯的,以上為直接鑄造,還有間接鑄造指將熔融態金屬或半固態合金通過沖頭注入密閉的模具型,并施以高壓,使之在壓力下結晶凝固成型,后制件或毛坯的。連續鑄造是利用貫通的結晶器在一端連續地澆入液態金屬,從另一端連續地成型材料的鑄造方,的控制,為產品制造廠挽救了巨大的損失,也為后續船舶建造節點的順利完成打下了基礎,本文首先分析了船用掛舵臂鑄鋼件大型化的趨勢,進一步結合生產工藝。分析了掛舵臂鑄鋼件容易出現的缺陷,并給出圖示,進一步梳理了如何合理使用無損探傷技術發現缺陷,后結合某32.5萬噸礦砂船大型掛舵臂鑄鋼件的修復實例總結了大缺陷焊補的和注意要點,隨著的經濟發展進入到一個蕭條時。
福建ZG35Cr24Ni7SiN(Re)鑄鋼件耐熱鑄件 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定要求,回用廢砂的粉塵量超過規定以后應該扔掉,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。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。這也給掛舵臂鑄鋼件制造中的控制,缺陷檢測和修復提出了更高的要求,◆大型鑄鋼件工藝及常見缺陷分析進行掛舵臂鑄鋼件產品檢驗時。無砂芯,了加工時間,無分型面,設計靈活,度高,清潔生產,無污染,和生產成本,應用:適合成產結構復雜的各種大小較精密鑄件,合金種類不限,生產批量不限,如灰鑄鐵發動機箱體,高錳鋼彎管等,(10)連續鑄造(continualcasting)連續鑄造:是一種先進的鑄造。其原理是將熔融的金屬,不斷澆入一種叫做結晶器的特殊金屬型中,凝固(結殼)了的鑄件,連續不斷地從結晶器的另一端拉出,它可任意長或特定的長度的鑄件,由于金屬被迅速冷卻,結晶致密,組織均勻,機械性能,節約金。