铸件生产工艺【转臂体铸件生产工艺】

转臂体铸件生产工艺

转臂体铸件生产工艺 摘要:介绍了转臂体的铸件结构及技术要求,详细阐述了其铸造工艺措施:(1) 采用呋喃树脂自硬砂造型,水平分型,一箱2件;
(2)采用半封闭式浇注系统, 在壁厚比较厚的位置设置了外置冷铁,在另一处热节侧面设置φ70mm压边冒口, 并增设1个出气冒口;
(3)采用Q10或Q12生铁,炉料配比为50%生铁+30%废钢 +20%回炉料,使用增碳剂调整最终的w(C)量,采用冲入法进行球化处理,在 出铁与浇注过程中采取二次孕育处理工艺。生产结果显示:铸件外观平整,无任 何目视可见的裂纹、粘砂等铸造缺陷,厚大部位没有出现缩孔、缩松缺陷,磁粉 探伤达到3级,射线探伤达到2级,金相组织和力学性能均符合技术要求。

关键词:球墨铸铁;
转臂体;
缩孔笔者 公司生产的转臂体铸件材料牌号为QT400-15,铸件轮廓尺寸为 990mm×300mm×300mm,铸件质量93kg,铸件结构复杂,壁厚相差较大,最大 壁厚达到100mm,最小壁厚为25mm。技术要求:铸件表面不允许出现任何目视 可见的裂纹、缩孔和冷隔,并且按GB/T9444进行磁粉探伤,磁粉检测的质量等 级不大于3级;
内部按ASTME446、ASTME186进行射线探伤,X光射线检验的质 量等级大于3级。

1铸造工艺设计 1.1造型工艺 采用呋喃树脂自硬砂造型,原砂采用粒度为40/70目的天然石英砂,w (SiO2)90%,含水量0.2%,微粉含量(140目筛以下)0.5%~1.0%,灼烧减量 5%;
再生砂的灼烧减量3.0%,200目筛底盘量0.2%,含水量0.2%;
呋喃树脂w(N) 2.0%~5.0%,24h抗拉强度1.5MPa,游离甲醛0.3%,游离酚0.3%;
有机磺酸固化 剂的粘度一般控制在低于200mPas,水不溶物的含量0.1%,同时冷冻和随后的溶 解之间要有可逆性。采用金属模型,型板造型,保证尺寸精度的要求。铸件采用 水平分型,一箱2件造型,砂箱尺寸为1200mm×800mm×200/200mm,使用震实台 进行震实以提高其紧实度,减少因铸型膨胀而使铸件产生缩孔等铸造缺陷。砂芯 数量为4块,砂芯要舂实,并在非刷涂料面扎气眼。采用半封闭式浇注系统,内 浇道设置在分型面上,每件2道内浇道,。浇道比为∑F直:∑F横:∑F内=1.2:
1.4:1,其中,直浇道截面积为17cm2,横浇道截面积为20cm2,内浇道截面积 为14cm2。由于铸件壁厚不均匀,在壁厚比较厚的位置铺放了外置冷铁,降低该位置的局部热量,从而降低该位置的模数,改变铸件凝固顺序,消除局部热节, 进而消除该位置的缩孔、缩松缺陷,并在合箱前用乙炔焰对冷铁部位进行烘烤, 避免冷铁过凉产生水分致使该部位出现气孔缺陷。此外,在另一处热节侧面设置 尺寸为φ70mm的压边冒口,并且增设1个尺寸为15mm×20mm的出气冒口,以增 加其补缩和出气的能力。

1.2熔炼工艺 1.2.1原材料 采用Q10或Q12生铁,其化学成分为:w(S)≤0.020%,w(Mn)≤0.25%, w(P)≤0.07%,w(Si)0.5%~1.4%。选用优质废钢,其化学成分为:w(C)≤0.30%, w(Mn)≤0.50%,w(P)≤0.05%,w(S)≤0.05%,w(Cr)≤0.30%。炉料配比 为50%生铁+30%废钢+20%回炉料,使用增碳剂来调整最终的w(C)量。选用粒 度为6~35mm的FeSiMg8RE5球化剂,其主要化学成分为:w(Mg)7%~9%,w (RE)2%~6%,w(Si)35%~44%,w(Ca)4.0%~5.0%,w(Ba)3%~5%;
采 用Si-Ba孕育剂。要求铁液的化学成分为:w(C)3.30%~3.80%,w(S)≤0.014%, w(Mn)0.25%~0.4%,w(P)≤0.05%,w(Si)2.4%~3.0%,w(Cr)≤0.20%, w(Ti)≤0.20%,w(Mg)0.03%~0.05%。

1.2.2熔炼工艺 采用冲入法进行球化处理[2-6],处理温度要求在1480~1520℃,出铁前在 包底加入0.25%的铁液净化剂,在扒渣前搅拌均匀;
同时在包底加入1.2%的球化 剂与0.6%的孕育剂,并覆盖碎铁屑或一块钢板,以免影响球化效果。铸件浇注温 度控制在1340~1370℃,浇注时加入0.2%、粒度为0.2~0.5mm的随流孕育剂。整 箱浇注时间不超过120s,铸件达到冷却时间后,开箱取样。

2生产结果 通过采用上述工艺,有效防止了厚大部位出现的缩孔、缩松缺陷,并能达 到磁粉探伤3级,射线探伤2级,且铸件外观平整,无任何目视可见的裂纹、粘砂 等铸造缺陷,尺寸精度也达到图纸要求的±0.2mm,成品率达到90%以上。经对 铸件本体与试样检测,球化率≥80%,石墨球数≥100个/mm2;
石墨最大直径≤76μm, 石墨形态如图3所示。随机选取3件铸件测量其力学性能,结果如表1所示。

3结束语严格控制原材料,在铸件工艺设计中增加外冷铁,并在合箱前进行烘烤, 改变了铁液凝固顺序,减少了冷铁带入的水分,从而减少了缩孔等铸造缺陷的产 生。在熔炼过程中严格要求操作过程,在出铁与浇注过程中采取二次孕育处理工 艺,对铁液进行净化处理,改善了石墨形态,提高了铸件力学性能。