铸造工艺培训要点

单击此处编辑母版标题样式,*,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,铸造工艺培训要点,一、集团公司铸造能力（重量、尺寸、常用材料）,二、铸造的工艺过程,三、铸造工艺所采用的标准,四、铸件的超声波探伤标准及要求,五、铸件的性能取样,六、铸钢件的结构工艺性及设计中容易出现的问题,一、集团公司铸造能力（重量、尺寸、常用材料）,1.冶炼设备：铸锻公司目前有15T电炉一台、25TVOD真空精炼炉一台、30T电炉一台、40TLF钢包精炼炉、40T精炼保温工位各一台。,2.出钢量：15吨电炉三炉：25*3=75T;30吨电炉三炉:45*3=135T,共210吨，经过特殊组织（从长锋最多过四包40吨），太重最多一次出钢水量250吨。,3.截至目前，我厂生产的重量最大的铸件为110MN铝材挤压机的前梁。毛重187吨，液重282；其浇注方案为首浇250吨。过34小时补浇冒口的实现的。但这种方案得根据铸件的结构来确定，前梁热节集中采用一个大冒口补缩可以实现。但后梁热节分散，需用小冒口分散补缩，因此不能用补浇冒口的方式实现，必须一次浇满。因此可以生产的铸件重量不能一概而论。,4.我厂生产的轮廓尺寸最大的铸件为二重的船型板长度为12.5m,高度3.5m,宽度6m,5.铸件常用材料：在满足强度的情况下尽量选用含碳量低的焊接性能好的钢种，如碳钢选用ZG270-500、ZG230-450、ZG20Mn、GS20Mn5,在材料的选用上还要考虑生产组织能配炉，合金钢选用ZG35CrMo,含碳量在0.4%以上及含镍高及含V的合金钢裂纹倾向严重，典型的如ZG35Mn(ZG35SiMn),100MN压机前梁、后梁由于含Si量高，导致铸造性能特差，裂纹倾向严重，可焊性差建议。,二、铸造的工艺过程,技术准备工艺编制制模混砂造型、制芯下芯合箱压箱浇注保温落砂划线缺陷修复热处理（退火、正火+回火）超探、磁探交检机加工,三、铸造工艺所采用的标准,1、铸件通用技术条件：JB/T5000.61998、JB/T5000.62007、,GB1135289、DIN16901、DIN1559-1、EN1559-2、SN200；,2、铸件毛坯尺寸公差标准：GB6414-1999铸件尺寸公差及机械加工余量标准其选用原则根据铸件最大尺寸优先选用黑框如CT13级；EN ISO8062尺寸公差标准,3、材料标准前面提到的通用技术条件中包含有材料化学成分、机械性能。实际生产中我们还要用到一些专用的材料标准，如 太重自制金属材料标准,GB/T11352-1989一般工程用碳素结构钢标准,GB/T14408-1993一般工程与结构钢用低合金钢铸钢标准,JB/T6402-1992大型铸件用低合金铸钢标准,DIN1681-1985 一般工程用非合金铸钢,DIN17182-1992标准焊接结构用低合金铸钢,四、铸件的超声波探伤标准及要求,超声波、磁粉探伤标准：JB/T5000.142007、GB/T723387、DIN1690-2、SEP1922、SN320、GB9444-88为磁粉探伤标准。,铸件的超声波探伤标准中规定了起始探伤灵敏度（铸件3、6）要求、探伤等级的判定由缺陷当量、面积及底波降低量决定。,五、铸件的性能取样,一般大型铸钢件的性能都在铸件本体上取样，常规的本体试料规格为2207035/45，附铸位置在铸件的侧面具有代表性的区域。,特殊情况下，可以做一些特殊规格的试验料，如100*100*250、实体厚大件上可以做150*150*300；有的标准上有明确规定的按标准执行。,六、铸钢件的结构工艺性及设计中容易出现的问题,铸件的工艺结构，对铸件的质量和铸造生产的过程有很大的影响。钢水有流动性差、熔化时吸气多、浇注温度高、在铸型中凝固冷却时的线收缩和体收缩大等特点，浇铸钢件时就容易产生浇不足、缩孔、裂纹、变形、粘砂和气孔等缺陷。铸件结构设计不合理，不但增加铸造的困难，提高铸件成本，甚至会导致铸件报废。,所谓工艺性好的铸件结构，主要应满足两方面的要求，一方面铸件结构应尽可能简化，方便铸件造型和清理的工艺过程，另一方面在钢水充填铸型及其随后的凝固冷却过程中，要尽量减少在铸件上出现各种缺陷的可能性。因此：,（1）为使造型（芯）容易，铸件的外形和内腔要尽可能由平直面构成，减少突出部分，相邻的凸台要合并，避免在铸件上出现尺寸窄小的内腔和尖角区。简单的铸件外形，还要考虑使铸件在凝固冷却收缩时少受阻碍，以减少产生裂纹变形的可能性。,（2）壁上和筋上要适当开孔。对于具有封闭形状的铸件来说，为便于清理和防止裂纹发生，开孔的数量和大小要足够。箱型封闭结构的断面要尽量改成开放性，如“I”形和“”形。,（3）为使钢水能很好的充填铸型，铸型壁应有一定的厚度，以免出现浇不足、冷隔等缺陷。,（4）为使铸件避免缩孔、缩松的缺陷，铸件结构要具有同时凝固或顺序凝固的条件，尽量减少热节的尺寸和数目。铸件上需要放置冒口的部位应尽量是平面，必要时应设计出冒口台，以便于切割冒口。,（5）为防止在铸件壁的交接处和不同厚度壁的过渡处产生裂纹或粘砂，铸件壁厚应力求均匀，壁的交接处应做出圆角。厚薄相差大的连接部分，应使壁厚逐步过渡。,铸件的结构工艺性,铸件的工艺结构，对铸件的质量和铸造生产的过程有很大的影响。钢水有流动性差、融化时吸气多、浇注温度高、在铸型中凝固冷却时的线收缩和体收缩大等特点。浇注钢件时就容易产生浇不足、缩孔、裂纹、变形、粘砂和气孔等缺陷。铸件结构设计不合理，不但增加铸造的困难，提高铸件成本，甚至会导致铸件报废。,所谓工艺性好的铸件结构，主要应满足两方面的要求：一方面铸件结构应尽可能简化，方便铸件造型和清理的工艺过程，另一方面在钢水充填铸型及其随后的凝固冷却过程中，要尽量减少在铸件上出现各种缺陷的可能性。因此：,（1）为使造型（芯）容易，铸件的外形和内腔要尽可能由平直面构成，减少突出部分，相邻的凸台要合并，避免在铸件上出现窄小的内腔和尖角区。简单的铸件外形，还要考虑使铸件在凝固冷却收缩时少受阻碍，以减少产生裂纹变形的可能性。,（2）壁上和筋上要适当开孔。对具有封闭形状的铸件来说，为便于清理和防止裂纹，开孔的数量和大小要足够。箱形封闭结构的断面要尽量改成开放型，如“I”形和“”形。,（3）为使钢水能很好的填充铸型，铸件壁应有一定的厚度，以免出现浇不足、冷隔等缺陷。,（4）为使铸件避免缩孔缩松的缺陷，铸件结构要具有同时凝固或顺序凝固的条件，尽量减少热节的尺寸和数量。铸件上需要放置冒口的部位应尽量是平面，必要时应设计出冒口台，以便于切割冒口。在不加工的铸件表面设计冒口时，如果冒口余根影响铸件的外观或装配时，可在图纸的技术条件中写上“修整到与基面齐平”的字样。,（5）为防止在铸件壁的交接处和不同厚度壁的过度处产生裂纹或严重粘砂，铸件壁厚应力求平均，壁的交接处应做出圆角。厚薄相差大的连接部分，应使壁厚逐步过度。,铸钢件的最小壁厚和合理最小壁厚,铸件的最小壁厚是指一定轮廓尺寸的铸件，经过采取各种工艺措施（如提高模型和其他工艺设备的精度及表面光洁度；仔细操作；采用分散的内浇口和提高浇注速度；控制适宜的浇注温度等），所能浇注成合格铸件的大多数壁厚。生产过程中所能获得的碳素钢铸件的最小壁厚可参见表2-1。,但是表2-1中所列的铸钢件最小壁厚值，在一般情况下不宜为大型铸钢件设计时使用。因为大型铸钢件模型的尺寸精度和表面光洁度较低，工艺装备比较粗糙，钢水浇注温度一般难以控制。这给生产薄壁铸件生产带来一定困难。所以只在特殊情况下（如对产品重量有限制等）才允许选用表2-1的最小壁厚数值。在一般情况下，大型铸钢件合理最小壁厚的数值可参见表2-2.,表2-1,铸钢件最小壁厚（单位：毫米）,铸件长度,最小壁厚,200,5,201400,68,401800,910,8011600,1115,16013150,1520,31514600,2530,46016300,3540,表2-2,大型铸钢件合理最小壁厚(单位：毫米),铸件的次大,合理最小壁厚轮廓尺寸,铸件的最大轮廓尺寸,350,351700,7011500,15013500,35015500,5501,7000,7000,350,10,-,-,-,-,-,-,351700,1015,1520,-,-,-,-,-,7011500,1520,2025,2530,-,-,-,-,15013500,2025,2530,3035,3540,-,-,-,35015500,2530,3035,3540,4045,4550,-,-,55017000,-,3540,4045,4550,5055,5560,-,7000,-,-,50,55,60,65,70,注：形状复杂容易变形的铸件，其合理最小壁厚值可按表适当增加；对不重要的形状简单的铸件，其合理最小壁厚值可按表适当减小,二、铸件壁的连接过渡,设计铸钢件时，要注意壁的连接问题。在壁的连接处形成拐角（如图2-1所示），拐角的砂型由于散热条件不好，很容易粘在铸件上形成粘砂。此外，凝固时铸件的收缩受到阻碍，在铸件壁的连接尖角处（如图2-1中b所示）会产生应力集中，甚至在该处产生裂纹；在尖角处的型砂（如图2-1中a所示）也可能在钢水填充铸型的过程中被冲坏，使铸件产生砂眼。因此，在设计铸钢件结构时应尽可能使铸件壁厚均匀，两连接壁的壁厚之比不应超过一比三（包括壁的加工余量），如果超过一比一点五，两壁之间就应做出壁厚的过渡区。,图2-1 连接壁的拐角 a-砂型 b-尖角,图2-1 连接壁的拐角 a-砂型 b-尖角,此外，设计时应尽量避免使铸件的连接壁之间呈锐角形状，当连接壁之间的夹角小于七十五度时，为避免该处形成尖角砂，在壁的交接处也要做出过渡区。,铸钢件壁的连接形式及过渡区的尺寸可参见表2-3。,表2-3,壁的连接形式及过渡区尺寸,壁的连接形状,过渡区尺寸,当T,1.5t时,R=（T+t）/2,当1.5tT3t时,L4（T-t）,R=（T+t）/2,当T,1.5t时,R,1,=（T+t）/4,R,2,=R,1,+T,当1.5t6300,凸台高度a（毫米）,5,10,15,20,25,注：（1）对于无相关尺寸要求的凸台，高度可适当减小。,（2）侧壁上的凸台，应考虑拔模斜度的影响，适当增加高度。,（3）如果铸件尺寸较大，且沿长度方向上有几个凸台时，a值按表增大百分之五十。,图2-8为空刀槽改进的两个实例。图中a的圆座与侧壁之间的距离太小，形成突出的砂垛，故将该处结构改成按余量加工（如图中b所示）。图中c为两个相互垂直的加工面间需留出空刀槽的实例，但这种结构的空刀槽会在铸型中形成突出的砂垛，故可将空刀槽尺寸放大（如图中d所示），或将空刀槽完全铸死（如图中e所示），在机械加工时再用刀具刮出,图2-8 空刀槽结构的改进,空刀槽距加工基面（A）,500,5011250,12513150,31516300,6300,空刀槽高度（a）,10,15,20,25,30,a1加工余量,b1.5（a+a1）b12（a+a1）,空刀槽的尺寸大小，可参照表2-8选取。,七、铸钢件表面与相邻零件的间隙,铸钢件与其他零件相互装配时，其毛肧面和其他零件之间的设计间隙如果规定得太小，会由于铸件尺寸的偏差妨碍装配。因此设计铸钢件时，应注意铸件非加工面与相邻零件间的最小间隙，其值可按表2-9确定。,表2-9,铸钢件与相邻零件的最小间隙（单位：毫米）,铸件最大尺寸,最 小 间 距,相邻零件经过加工,相邻零件未经加工,相邻零件是运动的,500,10,12,18,5011250,12,16,22,12513150,16,24,30,31516300,22,35,40,6300,27,45,50,八、设计结构改进图例,现将实际生产中一些因设计结构的工艺性不良而经过改进的铸钢件的例子介绍如下，以供参考（见表2-10）。,名称,图形,说明,模 锻 锤 机 架,铸件上面原设计有3各直径70毫米的小孔，工艺铸死，因小孔下面的泥芯漂芯而报废。,为防止漂芯修改结构，将三个小孔改为三个直径一百八十毫米较大的铸出孔，并