1 日方對鑄件的技術(shù)要求及其結(jié)構(gòu)特點
111 材質(zhì)要求
(1) 化學成分w 為: > 2. 5 % C; < 2. 7 % Si ;< 0. 4 % Mn ; < 0. 08 % P; < 0. 02 % S; < 0. 09 % Mg。
(2) 力學性能: 抗拉強度≥0. 45 MPa , 延長率≥10 %, 140～210 HB ,球化率> 80 %
(3) 鑄造廠每爐應(yīng)做試塊的力學性能實驗,每爐應(yīng)提供3 個Y型球鐵試塊與產(chǎn)品同時交付。
(4) 在鑄件本體不同部位進行球化率檢測。
(5) 提供力學性能、化學成分、球化率的檢驗報告。
112 品質(zhì)要求
(1) 表面品質(zhì)判定按MSS2SP55 標準,表面粗糙度Rmax = 140 s。
(2) 鑄字要求整齊、鮮明、清晰、美觀,不能零亂或出現(xiàn)漏字。法蘭盤厚度或局部厚度不能小于圖紙規(guī)定,并且兩側(cè)及四周厚度應(yīng)均勻一致。
(3) 不能出現(xiàn)錯偏、表面凹凸、氣孔、夾砂、縮孔等缺陷。
113 結(jié)構(gòu)特點
(1) 鑄件質(zhì)量達6 t ,輪廓尺寸為«2 905 mm ×900 mm ,法蘭盤厚90 mm ,主要壁厚60 mm ,內(nèi)在品質(zhì)不易保證,易出現(xiàn)縮孔。
(2) 鑄件高度為900 mm ,鐵液充型易產(chǎn)生紊流、飛濺,使鑄件出現(xiàn)冷豆、重皮、冷隔等缺陷。
2 工藝分析及鑄造工藝方案的制訂
211 分型面的選擇
過去生產(chǎn)日本久保田2700 閥體鑄造工藝為兩開箱造型,上下法蘭為活塊結(jié)構(gòu)。由于模樣活塊定位不確定,再加上造型操作問題,經(jīng)常出現(xiàn)上下法蘭盤厚度不均,凹凸不平現(xiàn)象,導致鑄件外觀品質(zhì)差,為克服上述品質(zhì)問題,2500 閥體工藝改為三開箱造型,中心分模,上下法蘭為整體結(jié)構(gòu),鑄件集中置于中型,4 個起吊耳采用活塊結(jié)構(gòu),燕尾定位。
212 工藝參數(shù)的選擇
因鑄件上下法蘭與主要壁厚差別較大,且內(nèi)腔較大,鑄造凝固時,1 # 、2 # 芯阻礙收縮,因此線收縮定為0. 8 % ,為確保法蘭厚度,采取工藝補貼的措施,上法蘭加工余量為20 mm ,下法蘭10 mm ,軸孔處加工余量底側(cè)為12 mm ,上側(cè)為8 mm ,其目的是去除頂(上) 部石墨漂浮及夾雜物。
213 澆冒系統(tǒng)設(shè)計
由于鑄件高度達900 mm ,鐵液落差大,易產(chǎn)生鐵液飛濺,出現(xiàn)冷豆、重皮、冷隔等缺陷,因此不宜采取頂注。若用底注式澆注系統(tǒng),雖解決充型平穩(wěn)問題,但是鑄件上(頂) 部為低溫鐵液,對鑄件補縮不利,極易產(chǎn)生縮孔。由上所述,為確保鑄件內(nèi)在品質(zhì),采用階梯式澆注系統(tǒng)。下層與頂層為兩套獨立的系統(tǒng),分別用3 t 和5 t 包完成底注與頂注。兩層澆口均為緩流式,鑄件上
法蘭端面用8 個« 180 mm 保溫冒口,上層內(nèi)澆口過冒口,以提高補縮效果。2500 閥體鑄造工藝,見圖1。
3 熔化、球化處理工藝制定
311 熔化控制
(1) 修中頻熔煉爐時,增大熔化帶及前爐爐膛尺寸并修正風口比。提高熔化率和前爐容量。
(2) 球鐵開始熔化后,采取爐缸噴氧工藝措施,提高出爐溫度。
312 球化及孕育處理
(1) 采用5 t 和3 t 包進行球化處理,方法為包底沖入法;球化劑加入量w 為1. 5 %～1. 7 %。
(2) 孕育方法:采用流槽. 浮硅及澆口杯孕育。
(3) 球化處理工藝:預(yù)先打出3 t 球鐵原鐵液并采取必要的保溫措施,以滿足5 t 包鐵水量的要求。待前爐出渣口見鐵液后,迅速球化處理5 t 包,并將儲備原鐵液快速注入5 t 包。5 t 包吊走,前爐出渣口出渣時,開始3 t 包的球化處理,球化處理控制在10 min。
4 現(xiàn)場工藝控制
411 造型和制芯工藝
(1) 嚴格控制上下兩法蘭間的距離,防止上下模樣緊固不牢,影響法蘭厚度和一致性。
(2) 提高涂料品質(zhì),尤其是耐高溫能力和附著力,確保型,芯外觀品質(zhì)。
(3) 冒口頸尺寸控制在工藝范圍內(nèi),防止冒口頸根部出現(xiàn)縮孔。
(4) 型芯預(yù)熱表干后再下芯合箱(尤其是夏冬季) ,使型砂充分固化,減少發(fā)氣量。
412 熔化和澆注工序
底層先澆注(3 t 包) ,待注入鐵液達1. 5 t 下法蘭充滿時,5 t 包和3 t 包同時快速澆滿鑄型,并注意充分溢流,必要時點澆冒口,加強補縮;鑄型澆注后,放置48 h 后再打箱。
5 實施效果
生產(chǎn)2500閥體無論從外觀品質(zhì)還是內(nèi)在品質(zhì)均達到日方要求。抗拉強度為0. 54MPa , 延長率達16 % , 硬度HB169 , 符合日本FCD450 的材質(zhì)要求。鑄件本體金相球化級別達1 級,金相照片,見圖2 。經(jīng)機加工驗證,鑄件沒有出現(xiàn)縮孔缺陷,內(nèi)部組織致密。
111 材質(zhì)要求
(1) 化學成分w 為: > 2. 5 % C; < 2. 7 % Si ;< 0. 4 % Mn ; < 0. 08 % P; < 0. 02 % S; < 0. 09 % Mg。
(2) 力學性能: 抗拉強度≥0. 45 MPa , 延長率≥10 %, 140～210 HB ,球化率> 80 %
(3) 鑄造廠每爐應(yīng)做試塊的力學性能實驗,每爐應(yīng)提供3 個Y型球鐵試塊與產(chǎn)品同時交付。
(4) 在鑄件本體不同部位進行球化率檢測。
(5) 提供力學性能、化學成分、球化率的檢驗報告。
112 品質(zhì)要求
(1) 表面品質(zhì)判定按MSS2SP55 標準,表面粗糙度Rmax = 140 s。
(2) 鑄字要求整齊、鮮明、清晰、美觀,不能零亂或出現(xiàn)漏字。法蘭盤厚度或局部厚度不能小于圖紙規(guī)定,并且兩側(cè)及四周厚度應(yīng)均勻一致。
(3) 不能出現(xiàn)錯偏、表面凹凸、氣孔、夾砂、縮孔等缺陷。
113 結(jié)構(gòu)特點
(1) 鑄件質(zhì)量達6 t ,輪廓尺寸為«2 905 mm ×900 mm ,法蘭盤厚90 mm ,主要壁厚60 mm ,內(nèi)在品質(zhì)不易保證,易出現(xiàn)縮孔。
(2) 鑄件高度為900 mm ,鐵液充型易產(chǎn)生紊流、飛濺,使鑄件出現(xiàn)冷豆、重皮、冷隔等缺陷。
2 工藝分析及鑄造工藝方案的制訂
211 分型面的選擇
過去生產(chǎn)日本久保田2700 閥體鑄造工藝為兩開箱造型,上下法蘭為活塊結(jié)構(gòu)。由于模樣活塊定位不確定,再加上造型操作問題,經(jīng)常出現(xiàn)上下法蘭盤厚度不均,凹凸不平現(xiàn)象,導致鑄件外觀品質(zhì)差,為克服上述品質(zhì)問題,2500 閥體工藝改為三開箱造型,中心分模,上下法蘭為整體結(jié)構(gòu),鑄件集中置于中型,4 個起吊耳采用活塊結(jié)構(gòu),燕尾定位。
212 工藝參數(shù)的選擇
因鑄件上下法蘭與主要壁厚差別較大,且內(nèi)腔較大,鑄造凝固時,1 # 、2 # 芯阻礙收縮,因此線收縮定為0. 8 % ,為確保法蘭厚度,采取工藝補貼的措施,上法蘭加工余量為20 mm ,下法蘭10 mm ,軸孔處加工余量底側(cè)為12 mm ,上側(cè)為8 mm ,其目的是去除頂(上) 部石墨漂浮及夾雜物。
213 澆冒系統(tǒng)設(shè)計
由于鑄件高度達900 mm ,鐵液落差大,易產(chǎn)生鐵液飛濺,出現(xiàn)冷豆、重皮、冷隔等缺陷,因此不宜采取頂注。若用底注式澆注系統(tǒng),雖解決充型平穩(wěn)問題,但是鑄件上(頂) 部為低溫鐵液,對鑄件補縮不利,極易產(chǎn)生縮孔。由上所述,為確保鑄件內(nèi)在品質(zhì),采用階梯式澆注系統(tǒng)。下層與頂層為兩套獨立的系統(tǒng),分別用3 t 和5 t 包完成底注與頂注。兩層澆口均為緩流式,鑄件上
法蘭端面用8 個« 180 mm 保溫冒口,上層內(nèi)澆口過冒口,以提高補縮效果。2500 閥體鑄造工藝,見圖1。
3 熔化、球化處理工藝制定
311 熔化控制
(1) 修中頻熔煉爐時,增大熔化帶及前爐爐膛尺寸并修正風口比。提高熔化率和前爐容量。
(2) 球鐵開始熔化后,采取爐缸噴氧工藝措施,提高出爐溫度。
312 球化及孕育處理
(1) 采用5 t 和3 t 包進行球化處理,方法為包底沖入法;球化劑加入量w 為1. 5 %～1. 7 %。
(2) 孕育方法:采用流槽. 浮硅及澆口杯孕育。
(3) 球化處理工藝:預(yù)先打出3 t 球鐵原鐵液并采取必要的保溫措施,以滿足5 t 包鐵水量的要求。待前爐出渣口見鐵液后,迅速球化處理5 t 包,并將儲備原鐵液快速注入5 t 包。5 t 包吊走,前爐出渣口出渣時,開始3 t 包的球化處理,球化處理控制在10 min。
4 現(xiàn)場工藝控制
411 造型和制芯工藝
(1) 嚴格控制上下兩法蘭間的距離,防止上下模樣緊固不牢,影響法蘭厚度和一致性。
(2) 提高涂料品質(zhì),尤其是耐高溫能力和附著力,確保型,芯外觀品質(zhì)。
(3) 冒口頸尺寸控制在工藝范圍內(nèi),防止冒口頸根部出現(xiàn)縮孔。
(4) 型芯預(yù)熱表干后再下芯合箱(尤其是夏冬季) ,使型砂充分固化,減少發(fā)氣量。
412 熔化和澆注工序
底層先澆注(3 t 包) ,待注入鐵液達1. 5 t 下法蘭充滿時,5 t 包和3 t 包同時快速澆滿鑄型,并注意充分溢流,必要時點澆冒口,加強補縮;鑄型澆注后,放置48 h 后再打箱。
5 實施效果
生產(chǎn)2500閥體無論從外觀品質(zhì)還是內(nèi)在品質(zhì)均達到日方要求。抗拉強度為0. 54MPa , 延長率達16 % , 硬度HB169 , 符合日本FCD450 的材質(zhì)要求。鑄件本體金相球化級別達1 級,金相照片,見圖2 。經(jīng)機加工驗證,鑄件沒有出現(xiàn)縮孔缺陷,內(nèi)部組織致密。
