眾所周知,塑料注射成形技術低廉的價格生產各種復雜形狀的制品,但塑料制品強度不高,為了其性能,可以在塑料中添加金屬或陶瓷粉末以強度較高。耐磨性好的制品,近年來,這一想法已發展演變為限度地固體粒子的含量并且在隨后的燒結中完全除去粘結劑并使成形坯致密,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,鑄造又稱液態模鍛,是使熔融態金屬或半固態合金,直接注入敞口模具中,隨后閉合模具,以產生充填流動,到達制件外部形狀,接著施以高壓,使已凝固的金屬(外殼)產生塑性變形。未凝固金屬承受等靜壓,同時發生高壓凝。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;蚣庸ち亢苄,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。故在生產長管形鑄件時可大幅度地金屬充型能力,鑄件致密度高,氣孔,夾渣等缺陷少,力學性能高,便于制造筒,套類復合金屬鑄件,用于生產異形鑄件時有一定的局限性,鑄件內孔直徑不準確,內孔表面比較粗糙,較差。加工余量大,鑄件易產生比重偏析,應用:離心鑄造早用于生產鑄管,在冶金,礦山,交通,排灌機械,,汽車等行業中均采用離心鑄造工藝,來生產鋼,鐵及非鐵碳合金鑄件,其中尤以離心鑄鐵管,內燃機缸套和軸套等鑄件的生產為普遍。(6)金屬型鑄造(gritycasting)金屬型鑄造:指液態金屬在重力作用下充填金屬鑄型并在型中冷卻凝固而鑄件的一種成型,優點:金屬型的熱導率和熱容量大,冷卻速。
北京ZG35Cr28Ni16鑄鋼件夾具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產生原因:型砂表面強度不夠;模樣上無圓角或拔模斜度小鉤砂、鑄型損壞后沒修理或沒修理好就合箱;砂型在澆注前放置時間過長,風干后表面強度;鑄型在合箱時或搬運中損壞;合箱時型內浮砂未干凈,合箱后澆口杯沒蓋好,碎砂掉進鑄型。防止:型砂中粘士含量、及時補加新砂,型砂表面強度;模樣光潔度要高,并合理做出拔模斜度和鑄造圓角。損壞的鑄型要修好后再合箱;縮短澆注前砂型的放置時間;合箱或搬運鑄型時要小心,避免損壞或掉入砂型腔砂粒;合箱前型內浮砂,并蓋好澆口。6.披縫和脹砂披縫常出現在鑄件分型面處,是垂直于鑄件表面,且厚薄不均勻的薄片狀金屬突起物。脹砂是鑄件內、外表面局部,形成不規則的瘤狀金屬突起。。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。圖6型芯撐未熔合產生的裂紋圖7夾渣圖8縮松夾渣的產生原因為鑄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,而無法給予補縮的結果,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度不夠,澆注中鋼水沖刷型腔所致,氣孔:型腔/型芯產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力的作用,高應力區域主要出現在外表面和近表面區域,故產品表層區域的缺陷對其安全性能影響,也有其明顯的缺點,與粘土砂相比,產生粉塵污染較。
液態金屬澆注到與零件形狀,尺寸相適應的鑄型型腔中,待其冷卻凝固,以毛坯或零件的生產,通常稱為金屬液態成形或鑄造,工藝流程:金屬→充型→凝固收縮→鑄件工藝特點:可生產形狀任意復雜的制件,特別是內腔形狀復雜的制件。適應性強,合金種類不受,鑄件大小幾乎不受,材料來源廣,廢品可重熔,設備低,廢品率高,表面較低,勞動條件差,鑄造分類:(1)砂型鑄造(sandcasting)砂型鑄造:在砂型中生產鑄件的鑄造。鐵和大多數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特點:適合于制成形狀復雜,特別是具有復雜內腔的毛坯,適應性廣,成本低,對于某些塑性很差的材料,如鑄。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。修改冒口和冒口頸尺寸,做出冒口頸敲斷面,正確打澆冒口的方向。4.粘砂和表面粗糙粘砂是一種鑄件表面缺陷,為鑄件表面粘附著難以的砂粒;如鑄件經砂粒后出現凹凸不平的不光滑表面,稱表面粗糙。產生原因:砂粒太粗、砂型緊實度不夠;型砂中水分太高,使型砂不易緊實;澆注速度太快、壓力過大、溫度過高;型砂中煤粉太少;模板烘溫過高,表面型砂干枯;或模板烘溫過低,型砂粘附在模板上。防止:在透氣性足夠的情況下,使用較細原砂,并適當型砂緊實度;保證型砂中的有效煤粉含量;嚴格控制砂水分;改進澆注,改進澆注操作、澆注溫度;控制模板烘烤溫度,一般與型砂溫度相等或略高。5.砂眼在鑄件內部或表面充塞有型砂的孔。
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。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。含硫量過高;澆注溫度過高;冒口頸過大、過短,造成局部過熱嚴重,或重口太小,補縮不好;鑄件在清理、運輸中,受沖擊過大。防止:控制鐵水化學成分在規定的范圍內;澆注溫度;合理設計冒口;鑄件在清理、運輸中避免沖擊。12.氣孔氣孔的孔壁光滑明亮,形狀有圓形、梨形和針狀,孔的尺寸有大有小,產生在鑄件表面或內部。鑄件內部的氣孔在敲碎后或機械加工時才能被發現。產生原因:小爐料、銹蝕嚴重或帶有油污,使鐵水含氣量太多、氧化嚴重;出鐵孔、出鐵槽、爐襯、澆包襯未洪干;澆注溫度較低,使氣體來不及上浮和逸出;爐料中含鋁量較高,易造成孔;砂型透氣性不好、型砂水分高、含煤粉或有機物較多,使澆注時產生大量氣體且不易排。
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。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。內外圓錐面,端面,溝槽,螺紋和回轉成形面等,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,鑄造工藝設計為平澆,見圖3,鑄件實體處于平躺狀態,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,內腔采用整體芯子。芯盒采用鋼骨架結構,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工藝來看,掛舵臂鑄鋼件的生產工序較多,鋼水的,砂型的性能,造型緊實度控制,合箱時型腔控制,澆注溫度和速度,開箱溫度,熱處理控制等各個環節都會影響終的產品。掛舵臂形狀復雜,主體為薄壁長筒結構,兩端分別連接厚大的下舵承和下舵鈕結。
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。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。及時,磨損大的要更換;定期對套箱。脫箱后的鑄型在搬運時要小心。在面澆注的砂型,應該做一排砂型圍一排。10.灰口和麻點鑄件斷口呈灰黑色或出現黑色小點,中心部位較多,邊部較少,金相觀察可見到片狀石墨。產生原因:鐵水化學成分不合要求,碳、硅含量過高;爐前孕育的鉍加入澆包內過早或過遲,或是鉍量不足。防止:正確選擇化學成分,合理配料,使鐵水中碳、硅量在規定范圍內;鉍的加入量并嚴格爐前孕育工藝。11.裂紋(熱裂、冷裂)鑄件外部或內部有穿透或透的裂紋。熱裂時帶有暗色或黑色的氧化表面斷口外形曲折。冷裂是較干凈的脆性裂紋,斷口較平,具有金屬光澤或輕微的氧化色澤。產生原因:鐵水中碳、硅含苞欲放量過。
北京ZG35Cr28Ni16鑄鋼件夾具 市場上的需求,國內制造業產能過剩的情況越發凸顯出來,市場上僅有的一些訂貨除了價格競爭激烈到白刃,對于產品的要求也是更加嚴格,像鑄鋼件的氣孔問題在過去不算什么大的問題,而現在卻經常會造成產品報費的嚴重后果。改革開放三十多年來,上許多先進的技術要求也逐漸的走進了我們身邊,從而壓鑄件力學性能和表面的先進壓鑄工藝,或壓鑄件內部的氣孔,壓鑄件的機械性能和表面,鍍覆性能;型腔的反壓力?墒褂幂^低的比壓及鑄造性能較差的合金,有可能用小機器壓鑄較大的鑄件;了充填條件,可壓鑄較薄的鑄件;模具密封結構復雜,制造及安裝較困難,因而成本較高;真空壓鑄法如控制不當,效果就不是很顯。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。(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。