空心配重块的铸造工艺设计

介绍了空心配重块铸件的结构及技术要求,详细阐述了该铸件的铸造工艺设计:(1)采用底注式浇注系统,选用泡沫陶瓷过滤片净化铁液;(2)设计外冷铁、保温冒口及排气溢流冒口,提高铸件的补缩能力及效果;(3)设计良好的平衡砂芯及芯骨、排气系统,加强砂芯及砂型的排气。生产结果表明:铸件的表面质量及内部质量良好,未发现壁厚偏差、缩孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷;铸件的球化率为95%,石墨等级为6级,抗拉强度为528 MPa,屈服强度为338 MPa,伸长率为9%,各项指标均符合技术要求。     

消除制动蹄铸造缺陷的工艺改进

介绍了重型卡车车桥用STR后制动蹄的铸件结构及技术要求,并详细阐述了原铸造工艺及存在的问题。为解决铸件出现的夹渣、缩孔问题,进行了分析和对比试验,得出以下结论:(1)制动蹄属于壁厚相对均匀的球墨铸铁件,采用无冒口、分散内浇道进铁液工艺能防止缩孔缺陷;(2)在挡渣效果不良的浇注系统内设置Si C陶瓷过滤器能较好地解决STR后制动蹄夹渣缺陷问题;(3)在保证不出现其它缺陷的前提下,严格控制浇注温度和化学成分对铸件的稳定生产很重要。     

5 MW风电输入空心轴铸件的铸造工艺开发

介绍了输入空心轴铸件的结构及技术要求,详细阐述了铸件的原生产工艺及工艺改进措施:(1)采用分模开圈造型,大芯壳采用钢木结构制作,防止砂型变形,保证铸件尺寸;(2)在铸件热节部位合理使用冷铁,并且结合保温冒口工艺,使铁液达到均衡凝固,从而消除铸件的缩孔、缩松缺陷;(3)采用底注、开放式浇注系统,使用漏斗形过滤装置,在单个浇道上采用泡沫陶瓷过滤器,铸件上分层设置溢流冒口,起到净化铁液、集渣、散热和排气的作用;(4)严格控制熔炼工艺,将CE控制在4.4%以上,浇注温度控制在1 360℃以下,保证铸件的金相组织和力学性能。经检测,铸件的各项技术指标均符合技术要求。     

厚大断面灰铸铁平板铸件的试制

介绍了FC300灰铸铁厚大平板铸件的结构特点、技术要求以及铁液熔炼工艺和铸造工艺:(1)该系列的铸件型号有20多种,结构形状基本为长方体,要求铸件本体硬度180 HBS,石墨以A型为主;(2)采用泡塑模具,铸件放在下箱,T型槽使用面向下,浇注系统为侧注开放式;(3)为强化铸件凝固时的冷却条件,确保T型槽使用面组织更为致密,在铸件底部摆放一层冷铁;(4)合箱后在浇注前3~4 h开启热风机烘烤预热铸型,热风机温度调整在150~200℃;(5)控制铸件各元素及有害杂质含量,并通过配加各种合金,调整w(C)、w(Mn)、w(Cr)、w(Cu)、w(S)量,起到提高铸件各项性能的作用;(6)采用高温静置、低温浇注的方法,减少夹杂物缺陷。     

采用3D打印快速试制防爆电机端盖铸件

介绍了端盖铸件的结构及技术要求,详细阐述了采用3D打印试制铸件的工艺:(1)通过采用合理的铸造工艺,将端盖铸件的浇注系统设在铸件上部,布局紧凑,铸件工艺出品率可达到85%以上;(2)采用全组芯工艺,铸型装配后使用简单夹具装卡即可浇注,砂型侧面设计防裂拉筋可以有效推迟铸型开裂的时间;(3)浇注系统设计和分型面都选择在加工面上,铸件打箱后无披缝,基本不用打磨,即可发运,节约了清理周期;(4)利用3D打印技术生产首件铸件,研发周期可以缩短75%以上。     

二次再热汽轮机高Si-Mo球铁中压外缸的生产

介绍了中压外缸上部铸件的结构及技术要求,详细阐述了该铸件的生产工艺:(1)产品整体放在上箱,下箱无产品结构,主要放置浇注系统和芯头定位;(2)采用开放式浇注系统,从法兰底面进铁液;(3)在最后凝固的部位放置冒口,使铸件趋于顺序凝固;(4)采用Si-Mg合金和重RE球化剂,球化剂上覆盖Si-Ba孕育剂,出铁3/4时随流加入Si-Ba孕育剂,浇注时随铁液添加Si-Ba孕育剂进行二次孕育;(5)铁液过热温度1 500～1 510℃,出铁温度控制在1 440～1 450℃,浇注温度1 320～1 330℃,浇注时间120 s。生产结果显示:铸件尺寸、NDT及力学性能检验结果均合格。     

利用3D打印技术无模铸造压缩机气缸铸件

介绍了压缩机气缸铸件的结构及技术要求,详细阐述了该铸件的生产工艺:利用3D打印无模铸造不必考虑起模性的特点,合理布局浇注系统。生产结果显示:(1)气缸铸件的浇注系统布局紧凑,位于铸件空腔内部,铸件工艺出品率可达到80%以上;(2)采用全组芯工艺,砂铁比可以控制在2.5以下;(3)砂芯数量大幅减少,降低操作人员的技能要求,铸型定位简单、精准,生产的铸件壁厚尺寸均匀、同心度高;(4)利用3D打印技术生产首件铸件,研发周期可以缩短70%以上。     

3D打印技术在气缸盖铸件生产上的应用

介绍了气缸盖的铸件结构及技术要求,并对铸件结构及工艺性进行分析,采取了以下铸造工艺:(1)采用开放式浇注系统,阻流截面位于直浇道底部;(2)利用3D打印技术,打印3块砂芯,#1芯主要做出浇注系统,#2芯将进气道芯、排气道芯、下水腔芯、上水腔芯、后水腔芯等合并为一个3D打印砂芯,#3芯主要做出铸件顶部结构及型腔出气结构,这样可以避免下芯工序,使操作简化;(3)原砂粒度为50/100目,采用高渗透性Al-Si系涂料打底,局部易出现脉纹的地方补刷水基锆英粉涂料。生产结果显示:按照上述工艺生产的铸件外观良好,尺寸精度达到CT9级,符合技术要求。     

轮毂铸造工艺的设计

轮毂铸件 (图 1)外形结构特殊 ,轮缘处均布 17个叶片轴 ,内侧与叶片轴过渡壁厚差别大 (最大 116mm,最小 14mm) ,铸件材质 QT4 0 0 - 18。由于铸件在回转系统下承受载荷较重 ,要求轮毂曲线区与叶片轴轴承接触表面以及轮毂内侧进行 1级磁粉探伤 ,轮毂上其它区域进行 2级探伤 ,同时叶片轴颈处的各个表面进行超声波探伤 ,另外不允许许铸件有夹砂和夹渣、裂纹等表面缺陷 ,若有缺陷不允许焊补。为此 ,我们进行了认真的工艺分析 ,确定了合理的工艺方案 ,取得了良好的效果。图 1　轮毂工艺简图1　铸造工艺方案的确定1.1　分型面的选择根据轮毂结构 …     

3D打印技术在气缸盖铸件开发上的应用

介绍了气缸盖铸件的结构,详细阐述了3D打印气缸盖砂芯的工艺及铸造工艺:(1)将底板芯、进/排气道芯、下水套芯组合在一起,形成1个砂芯,然后将顶盖芯及原装配芯组合在一起;(2)3D打印所用芯砂性能指标为:发气量≤10mL/g,常温抗拉强度≥1.75 MPa,常温抗弯强度≥2.75 MPa;(3)浇注温度为1 440～1 460℃,浇注时间16～18 s,浇注铁液质量200 kg。生产结果显示:铸件的尺寸精度达到了CT8级,铸件的力学性能也达到了设计要求,在开发成本和生产周期上都较传统方式有了很大地提高,实现了复杂铸件的快速开发。     

高速机车用球墨铸铁连杆的试制

采用覆砂铁型铸造工艺试制了美国EMD高速机车用的球墨铸铁连杆。通过合理设计浇注系统,严格控制化学成分和浇注工艺,获得了满意的结果:(1)铸件的表面质量及尺寸精度均满足技术指标要求,球化级别达到2级;热处理后铸件本体基体组织中铁素体体积分数达94%;(2)铸件力学性能达到美国ASTM A 536-84标准,符合牌号65-45-12标准要求,即抗拉强度≥448 MPa,屈服强度≥310 MPa,伸长率≥12%,-20℃低温冲击值≥12 J/cm2。     

截锥型转包的设计

铁水包是铸铁车间的重要设备之一。对铁水包设计的主要要求是:(1)使用安全;(2)为了得到优质铸件,必须有好的保温性能和挡渣能力;(3)要求回转轻便以减轻劳动强度;(4)要制造及操作都较方便。目前使用的铁水包,就浇注方式分基本可以分为底注式及回转式两大类。回转式又可分     

雨淋式浇注系统

1．雨淋式浇注系统的特点及选用原则雨淋式浇注系统可使铸件顺序凝固,有利于铸件的补缩,能防止铸件产生缩孔、冷隔、夹渣以及浇不足等缺陷,同时还可以防止由于冲砂而引起的夹砂、气孔和渣孔等缺陷。因此,对于机械加工要求较高的零件,以及对表面质量要求高而不经加工就使用的零件,应采用雨淋式浇注系统。我厂一部分铸铁件,如起重机的卷筒、钢锭模以及减速器轮毂等,均采用雨淋式浇注系统,质量良好。     

高品质机床铸件的稳定生产

叙述了用于高品质机床的铸件应当具备的条件:铸件材料为HT250、HT300、HT350等高牌号铸铁;尺寸精度要求较高,内应力必须较小;导轨面不得有任何缺陷,机加工面不得采用电弧焊。介绍了稳定生产高牌号高品质灰铸铁件的关键措施:(1)原铁液的温度控制在1 500~1 550℃,HT250牌号铸铁废钢加入量提高到53%,HT300牌号铸铁废钢加入量提高到60%;(2)型砂、芯砂的配制要采用合理的原砂、树脂及固化剂配比参数,涂料也要采用合理的配比参数,控制再生砂的质量,以及控制型砂(芯砂)的性能;(3)浇注系统按照大孔出流理论设计,浇注温度控制在1 380~1 420℃;(4)造型操作及铸型装配操作要正确。通过以上措施,铸件的表面粗糙度达到Ra 12.5~50μm,批量生产的铸件尺寸精度达到CT11级,铸件缺陷废品率降低至3%。     

DZ0309轮毂铸件的工艺改进

DZ0309轮毂铸件原采用Z1410AS造型机生产,每型2件,内孔由手工制作的油砂芯形成。生产结果显示:(1)内孔尺寸精度差,单件铸件型砂用量大;(2)每型件数过少,型板面积利用率低;(3)铸件工艺出品率较低;(4)铸件顶面夹渣、石墨漂浮缺陷严重。对缺陷原因进行了分析后,采用了如下改进措施:(1)对原工艺进行了改进;(2)采用静压造型线生产铸件;(3)取消砂芯,铸件内孔改为由吊砂形成;(4)采用陶瓷网挡渣。结果铸件表面质量明显改善,经济效益也相应得到提高。     

转臂体铸件的生产工艺

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φ70 mm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。     

铸态QT800-5支架的生产试验

介绍了球墨铸铁支架的铸件结构及技术要求。详细阐述了该铸件的生产工艺:(1)采用低Ti生铁、优质废钢以及增C工艺,加入适量Cu、Ni合金元素,合理控制各化学成分含量;(2)采用喂丝球化处理工艺和二次孕育处理工艺,对铁液进行预处理,保证铁液质量;(3)将浇注温度控制在1 380～1 400℃,浇注时间控制在14～20 s。经过样件试制及小批量生产证明,熔炼工艺合理,除个别少量铸件外,铸件本体的力学性能均符合技术要求,且同炉次附铸Y型试棒的力学性能均符合技术要求。     

复合辊轴铸件的生产工艺

介绍了大型复合辊轴铸件的结构特点以及技术要求,详细阐述了该铸件的生产工艺:(1)灰铸铁内衬套外表面车出深5 mm的尖锐螺纹,确保滚轴内外层熔合良好;(2)采用开放式阶梯浇注系统,铸件底部设置明冷铁,侧面设置暗冷铁,铸件顶部设置6个顶明保温冒口,确保铸件从上往下顺序凝固;(3)耐磨铸铁浇注温度采用上限,浇注速度先快后慢,控制开箱保温、热切割冒口及热处理等工序。生产结果显示,该工艺不仅保证了高温耐磨铸铁外层与灰铸铁内衬套2种材料表面融合良好,还最大限度地降低了裂纹倾向。     

提高齿轮箱体铸件硬度的措施

介绍了齿轮箱体铸件的结构及技术要求,根据对前阶段生产的齿轮箱体出现的本体硬度低问题进行了分析,采取了以下措施:(1)加强熔炼用原材料的质量控制,选用单一的普通A3钢和汽车厂冲压的边角余料的打包废钢,并稳定熔炼材料的供货渠道,不轻易更换供货商;(2)调整w(C)、w(Si)量,采用Cu、Cr、Sn 3种合金进行合金化处理;(3)适当降低浇注温度。生产结果显示:工艺改进后,铸件的布氏硬度得到了提高,稳定达到160～229 HB,满足技术要求。     

大型风电主轴球铁铸件的生产工艺和质量控制

介绍了质量为16 t、壁厚达200 mm的球墨铸铁风电主轴铸件的生产工艺和质量控制实践工作.为防止产生铸造缺陷和满足高疲劳强度及低温韧性要求,采取了如下措施:(1)选择化学成分为w(C)3.5％～3.7％、w(Si)2.0％～2.2％、w(Mn)＜0.3％、w(P)＜0.04％、w(S)＜0.015％、w(RE) 0.02％～0.03％、w(Mg) 0.050％～0.070％,并添加w(Ni)0.5％～1.0％,以提高低温韧性;(2)采用呋喃树脂砂和高刚度砂箱造型,并采用冷铁强化铸件凝固;(3)采用带过滤网的底注开放式浇注系统,同时借助Procast模拟软件优化铸造工艺设计;(4)采用喂线法进行球化处理,浇注时进行随流孕育处理.检查铸件的结果显示:各项力学性能均达到了EN-GJS-400-18LT材料标准的要求,而且UT探伤未发现3级以上的铸造缺陷.