严格控制化学成分生产球墨铸铁缸体铸件

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欢迎访问e展厅 展厅 11 铸造机械/压铸设备展厅 造型机, 压铸机, 消失模铸造设备, 混砂机, 烘砂机, ... 摘要：详细介绍了如何控制化学成分生产球墨铸铁缸体铸件的过程，以及在生产中采取了强制冷却、铁液精炼、浇口塞装置等工艺措施。我厂生产的内燃机十二缸体大型高档铸件，材质为QT500 —7 ，其轮廓尺寸为2794mm ×1376mm×1288 mm。浇注重量为9. 1t ，最小壁厚20mm,最大壁厚130mm，壁厚相差悬殊。该件对化学成分、尺寸精度、外观质量、内部粗糙度及冶金质量等要求非常严格，且需进行超声波探伤，经机加工后要求无任何铸造缺陷。 一、铸件工艺难点分析 ( 1) 铸件质量及尺寸精度要求严格 主要壁厚公差≤±5 % 。尺寸精度、力学性能必须达到中国船级社( CCS) 的标准要求; 同时对化学成分要求也非常严格，特别是wS 应< 0.015 % 。 ( 2) 铸件结构复杂 十二缸体主轴瓦口6 —R15 mm×1080mm、壁厚41 mm；主油道100mm ×2794mm,纵贯铸件全长，铸死后形成一个长热节；铸件上大小加工孔、椭圆毛坯孔、大小方门甚多；肋板多而纵横交错，结构极其复杂。因此，在生产过程中，极易产生缩孔、粘砂等铸造缺陷。 ( 3) 造型困难 由于十二缸铸件形状复杂，造型时保持外观几何形状和尺寸精度很困难。 二、铸造工艺的控制 1. 造型工艺 由于铸件形状复杂，不仅要求有高质量的木模，且木模不能变形，因此制作起来很困难。为了保证木模质量，采用经红外线干燥的优质红松与20mm 厚的多层胶合板制成。 2. 型、芯工艺设计 芯子的工艺设计对铸件的尺寸精度至关重要，其应满足下列要求： ( 1) 芯子便于固定和排气。 ( 2) 在制芯方便的情况下，芯子的数量应尽可能少，以减小累积误差。 ( 3) 便于下芯及测量尺寸。 ( 4) 尽可能有一个平整的填砂面。 ( 5) 便于开设浇注系统及清砂。 ( 6) 确保芯子的强度和刚度。 ( 7) 芯子的形状尺寸及在铸型中的位置应满足铸件尺寸公差要求。 为使型、芯的尺寸精度达到要求，全部采用冷硬呋«树脂砂造型；为防止铸件产生机械粘砂、气孔、脉纹等缺陷，在型砂中加入氧化铁粉，并在型、芯表面刷锆英粉醇基快干涂料，涂料厚度0. 5mm，并作打磨处理，以保证表面粗糙度要求；为确保铸件尺寸精度，采用卡板进行测试。十二缸体铸件外形及内腔由69 个砂芯组成，采用型板组芯造型方法，并用26 种卡板( 样板) 控制砂芯在铸型中的位置尺寸。 3. 浇注系统的设计 浇注系统由浇口杯、直浇道800mm ( 2 个) 、横浇道120mm ( 2 个) 、分直浇道50mm ( 12 个) 、内浇道35mm ( 27 个) 组成开放式浇注系统体系。 4. 浇注系统的计算 ( 1) 铁液消耗总重量的计算 考虑该球墨铸铁件较厚大，采用开放式浇注系统，且浇注系统较大，浇冒口重量按铸件毛重的40 % 估算。铁液消耗总重量G = 铸件毛重+ 浇冒口重量=( 6500 +6500 ×40 %) kg =9100kg ( 2) 浇注时间的计算 由下式可得： 5. 补缩冒口与出气冒口的设计 ( 1) 补缩冒口的设计 采用顺序凝固原则，使冒口后于铸件热节处凝固，以强化对铸件液态体收缩的补给能力。 设置补缩冒口：14 —170mm/ 60mm×650mm。 ( 2) 出气冒口的设计 为加大铸型整体排气能力，安放出气冒口10 —60mm×30mm×650mm。 6. 铸件厚大部分的质量控制 由于铸件壁厚相差很大，因此为了使铸件达到均衡凝固，对铸件厚大部分采用强制冷却方法，十二缸体铸件采用石墨冷铁进行强制冷却。 7. 其他 合箱前，型腔尺寸经卡板检验后方可进行合箱操作。为了防止涨箱，除使用螺栓紧固砂箱外，还采用两道压梁压砂箱。 三、生产条件及技术要求 1. 生产条件 使用一台20t 无芯工频感应电炉，一台10t 铁液包，一台美国进口DV4 光谱分析仪，一台PY45 型数字温度计。 2. 技术条件 ( 1) 材质为QT500 —7，单铸试块为75Y 。 ( 2) 铸件必须经超声波探伤，机加工后无任何铸造缺陷，主要壁厚公差≤ ±5 % ，尺寸精度、力学性能必须达到中国船级社( CCS) 的标准要求。 四、熔炼工艺的控制 1. 原材料 ( 1) 生铁 采用Q10 专用球墨铸铁生铁，加入量为70 %～80 % 。 ( 2) 废钢 选普通碳素钢，厚度≥3mm ，加入量为20 %～30 % 。 ( 3) 球化剂 采用RE3 - Mg8 稀土镁硅铁球化剂，粒度1 ～30mm，加入量为2. 0 % 。 ( 4) 孕育剂 采用75FeSi ，加入方式分包内、浮硅和瞬时孕育三种。 ( 5) 脱硫剂 采用工业纯碱Na2CO3 粉，加入量为0. 5 % ～1. 0 % 。 ( 6) 增碳剂 类石墨，粒度为30 ～60mm，加入量视炉前试样化验结果而定。 2. 铁液的熔化与精炼 炉料化清后，待温度升到1430 ℃以上时取样化验成分，并根据结果调整至控制范围。然后提温至1500 ℃，进行短时间的过热精炼以达到去气、去渣的目的。 3. 脱硫处理 当铁液升温到1500 ℃精练后，加入0. 5% 的脱硫剂进行一次脱硫处理，根据脱硫结果，再进行二次脱硫，加入量为0. 3 %～0. 5% 。 4. 球化孕育处理 采用包内球化、孕育处理，球化剂的加入量为2.0% ，包内孕育剂为0.5 %； 随流孕育：在出铁时，随流加入粒度为8 ～10mm 的75SiFe 孕育剂0. 4% ，加入时间占出铁时间的80 % ～90% 。浮硅孕育：铁液处理后，每包铁液加入块度为60 ～80mm 的75SiFe 孕育剂0. 2%； 瞬时孕育：浇注时加入粒度为0. 5 ～2mm 硅钡合金孕育剂，加入量为0. 1% ，处理温度为1420 ℃。 五、浇注工艺 采用专用浇口箱，箱内有专用浇口塞。当浇口箱浇满时再拔出浇口塞。在型腔内安置一个指示灯，灯亮时停止浇注，这时浇口箱内的铁液正好充满型腔和冒口。此装置可达到减少吸气和挡渣的效果。浇注温度控制在( 1330 ±10) ℃。 六、生产结果 经检验，铸件的化学成分、力学性能和尺寸精度等均满足技术指标要求，取得了较好的效果。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (3/23/2008)