大型鑄件多包澆注工藝

2023年12月29日發(作者：沒關水龍頭打一成語)

大型鑄件多包澆注工藝　劉金旺　（石家莊強大泵業集團有限責任公司，；－Ｉ￣Ｌ石家莊．０５００３５）　摘要：根據鑄件結構設計了澆冒口系統。采用７爐同時熔煉、雙漏包鐵水從兩端澆注的工藝，　解決了鑄造車間不能獨立鑄造大型鑄件的難題。通過生產實踐，取得了良好的效果，所澆鑄件　的金相組織和力學性能滿足技術要求。　關鍵詞：多包澆注；鑄造工藝；大型鑄件　中圖分類號：ＴＧ２４４　文獻標識碼：Ｂ　文章編號：１６７３—３３２０（２０１２）０３—００２１—０３　Ｍｕｌｔｉ－ｌａｄｌｅｓ　Ｐｏｕｒｉｎｇ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　ｆｏｒ　Ｌａｒｇｅ　Ｃａｓｔｉｎｇ　Ｌｉｕ　Ｊｉｎｗａｎｇ　（Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ　Ｋｉｎｇｄａ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ　０５００３５，Ｈｅｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｒｕｎｎｉｎｇ　ａｎｄ　ｆｅｅｄｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗａｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｂｙ　ｃａｓｔｉｎｇ　ｓｔｕｒｃｔｕｒｅ．Ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｓｍｅｌｔｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｓｅｖｅｎ　ｆｕｒｎａｃｅｓ　ａｎｄ　ｐｏｕｒｉｎｇ　ｆｒｏｍ　ｂｏｔｈ　ｅｎｄｓ　ｗｉｔｈ　ｄｏｕｂｌｅ　ｂｏｔｔｏｍ　ｐｏｕｒｉｎｇ　ｌａｄｌｅｓ　ｗａｓ　ａｄｏｐｔｅｄ　ｔｏ　ｓｏｌｖｅ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｆｏｒ　ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ　ｌａｒｇｅ　ｃａｓｔｉｎｇ　ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｌｙ．Ｔｈｅ　ｂｅｔｔｅｒ　ｒｅｓｕｌｔ　ｗａｓ　ｇａｉｎｅｄ　ｂｙ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｐｒａｃｔｉｃｅ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｍｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃａｓｔｉｎｇ　ｃａｎ　ｍｅｅｔ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｍｕｌｔｉ—ｌａｄｌｅｓ　ｐｏｕｒｉｎｇ；ｃａｓｔｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ；ｌａｒｇｅ　ｃａｓｔｉｎｇ　挖泥泵是目前疏浚行業的專業用泵。隨著疏　浚行業的發展，挖泥船越來越大，產品也逐漸趨　于大型化。在澆注挖泥泵體類大型鑄件時，受到　單個車間熔煉能力的限制，需要跨車間多爐多包　聯合澆注才能滿足要求。若過程控制和銜接不好　易導致大件質量問題。　渣漿鑄造車間為了適應行業形勢的發展，對　大型鑄件多包澆注的技術進行了研究。以生產的　ＴＫ１２００項目中的護套為研究對象，進行跨車間多　爐多包聯合澆注。通過研究生產過程中聯合開爐和　圖１護套三維實體　澆注工藝，加強過程控制和銜接，制訂科學合理的　１．２技術性能要求　操作控制規程，從而解決大型鑄件澆注困難問題。　護套高鉻鑄鐵件的金相組織為共晶碳化物＋　１　鑄造工藝分析　馬氏體基體＋二次碳化物＋少量殘余奧氏體。要　１．１　鑄件概況　求的供貨態力學性能見表１。　材質ＫＢＴＤ，零件尺寸４　４６１　ｍｍＸ３　９３４　ｍｍ×　表１　鑄件供貨態力學性能　１２４７ｎ－ａｎ，零件質量２０ｔ，澆注質量２８ｔ。ＴＫ１２００護　套三維實體示意如圖１所示。　收稿日期：２０１１－１２—１７　作者簡介：劉金旺（１９８１一），男，助理工程師，主要從事大型水泵鑄件生產工藝和高鉻鑄鐵熔煉的研究　２ｏ１２年第３期　Ｉ　２１　

１．３澆注系統設計　零件質量２０　ｔ，按照正常的鑄造工藝出品率，　澆注質量應在２８　ｔ左右，故采用漏包雙澆…。根據　澆注質量，包孔直徑確定為７０　ｍｍ，選擇　吼：Ｆ直　：Ｆ橫：Ｆ內＝１：（１．５～２）：（１～１．５）：（２～４）的　封閉一開放式結合的澆注系統。根據澆道磚的規　格，確定直澆道　９Ｏ　ｍｍ，橫澆道　７０　ｍｍ，內澆　道　５Ｏ　ｍｍ。最終確定澆注系統Ｆ阻＝Ｆ包孔＝Ｆ橫＝　３　８４６　ｍｍ　，Ｆ直＝６　３５９　ｍｍ　，Ｆ內＝１１　７７５　ｍｍ　；　孔：Ｆ直：　：　內＝１：１．６５：１：３。　１．４　冒口設計　根據高鉻抗磨白口鑄鐵的凝固特點，按照順　序凝固原則，在護套最高部位設置頂冒口，不易　放頂冒口的部位設置側冒口。按照比例法確定為　ｑ５３５０　ｍｍ×８００　ｍｍ冒口共１１個。　１．５澆注溫度和澆注時間　聯合澆注大型鑄件澆注溫度的合理選擇，　不僅關系到鑄件的質量，而且直接影響著澆注是　否成功。正確選擇澆注溫度，既要考慮使鐵水能　迅速注滿型腔，避免鑄件澆不足、冷隔、夾雜、　氣孔等缺陷，同時又要考慮冒口正常補縮，避免　鑄件產生縮孔、縮松、熱裂及鑄件表面皺皮等缺　陷。根據該種合金的特性，結合鑄件結構和現場　澆注條件確定澆注溫度為１　３６０～１　４２０口Ｃ【引。　澆注時間對鑄件質量，尤其是多包澆注大型　鑄件有重要影響。如果澆注時間太長，容易產生　澆不足和冷隔等缺陷，而且鑄型上表面長時間受　強烈的烘烤，產生夾砂、粘砂的可能性增大，特　別是澆注位置上方有大平面時更易形成缺陷。如　果澆注時間太短，對型腔的沖擊大，易帶入氣體　和渣粒，造成沖砂、渣眼和抬箱、氣孔等缺陷，　不利于獲得較為致密的鑄件。澆注時間通常根據　一定條件下得到的經驗公式進行計算。對于重型　鑄件可采用式（１）：　ｆ＝Ｓ×Ｇ　（１）　式中：　為系數，根據護套壁厚確定為１．８９；Ｇ為　鑄件澆注質量，ｋｇ；　＝１．８９×２８　０００“。＝３１６　Ｓ。　１．６鑄造ＣＡＥ驗證　按照設計的鑄造工藝參數進行三維實體造　型，并將工藝的三維實體輸入鑄造ＣＡＥ系統進行　數值計算模擬。最終顯示的鑄件縮孔、縮松模擬　結果如圖２所示。　２２　Ｉ　ｚ。　ｚ年第。期　圖２護套ＣＡＥ模擬結果　由圖２可見，縮孔可能存在的部位主要分布于　澆道和冒口的中心，鑄件中未見明顯的縮孔或縮　松。根據計算機數值模擬的結果，可以認為設計　的鑄造工藝方案是可行的。　２鑄件生產過程　２．１生產前準備　１）準備原輔材料，制作澆注時所用的澆注　架、澆注平臺。　２）渣漿鑄造車間準備一個１０　ｔ漏包、一個５　ｔ　搖包、一個３　ｔ搖包，水泵鑄造車間準備一個１０　ｔ漏　包；對所有澆包進行打包并烘烤。　３）為在澆注時節省時間，提前將兩個１０　ｔ漏　包在澆注平臺上進行對眼，并在平臺及漏包上做　好標記。　４）鑄件澆注由渣漿和水泵兩個鑄造車間提　供鐵水。渣漿鑄造車間開四個爐口：兩個５　ｔ中頻　爐、兩個３　ｔ中頻爐；水泵鑄造車間開三個爐口：　一個３　ｔ電弧爐、兩個５　ｔＯ頻爐。　５）開爐前，檢查所有電氣設備是否正常，中　頻爐爐襯是否完好。　２．２　熔煉　兩車問熔煉班組協商后，基本同時開爐進　行熔煉。爐料熔化成鐵水后取樣送光譜室檢測成　分，根據結果調整鐵水成分，使其最終達到成分　標準方為合格。　２．３　澆注　１）兩車問各爐口成分合格后，協商好出爐　順序和出爐溫度，把各爐口的溫度提高到所需要　求。　２）將渣漿車間提供的５　ｔ搖包運送到水泵車　間；水泵車間先用１０　ｔ漏包接取３　ｔ電弧爐和一個　５　ｔ中頻爐內的鐵水，接鐵水前把精煉劑放入包　

內，用測溫儀測量爐內鐵水溫度，要求１　５３０℃方　３鑄件澆注結果　澆注后試塊的金相組織經檢驗為共晶碳化　物＋馬氏體基體＋二次碳化物＋少量殘余奧氏　體；力學性能檢測結果見表２。鑄件的澆注溫度為　可出爐；然后用５　ｔ搖包接取另一個５　ｔｄ？頻爐內的　鐵水，接鐵水前把精煉劑放入包內，用測溫儀測　量爐內鐵水溫度，要求１　５００℃方可出爐；此時渣　漿車間用１Ｏ　ｔ漏包開始接取兩個５　ｔｄ？頻爐內鐵水和　ｌ　３７０℃，澆注時間為３４９　Ｓ。　一個３　ｔ中頻爐內鐵水，接鐵水前把精煉劑放入包　表２力學性能檢測結果　內，用測溫儀測量爐內鐵水溫度，要求１　４４０℃方　可出爐。　３）渣漿車間的１０　ｔ漏包先放在澆注平臺上并　與指定位置對齊；此時水泵車間的兩包鐵水也已　４　結論　運到，先把１０　ｔ漏包吊至澆注平臺并與指定位置對　１）跨車間多爐多包聯合澆注，提前做好生產　齊，然后把５　ｔ搖包吊起接到水泵車間提供的ｌ０　ｔ漏　前準備是保證鑄件順利澆注的前提。　包上方。　２）跨車間轉運鐵水時，應防止時間過長導致　４）用測溫儀測量兩個漏包的鐵水溫度，如　鐵水溫度降至澆注溫度以下，甚至漏包包眼打不　果溫度降到澆注溫度要求的范圍內便可以進行澆　開影響澆注。　注；先打開水泵車間提供的１０　ｔ漏包，同時將５　ｔ　３）實際澆注時問與估算時間基本相同，隨著　搖包內的鐵水快速倒入漏包內，并用秒表開始計　試驗進一步深入，可通過加強銜接控制以加快澆　時，然后再打開渣漿車間的１０　ｔ漏包進行澆注，澆　注速度。　注過程中用酒精進行引氣。　５）將水泵車間１０　ｔ漏包和渣漿車間１０　ｔ漏包　參考文獻：　中的鐵水澆完后，提高渣漿車間爐內的鐵水溫　［１】劉虹．雙包澆注鋼錠模大平板的鑄造工藝［Ｊ］．鑄造，２００３，　度，用３　ｔ搖包接取后對冒口進行逐一補澆，補澆　５２（２）：５２．　完成后各冒口撒上保溫劑，使冒口內鐵水能夠起　［２］李魁盛．鑄造工藝原理［Ｍ］．北京：機械工業出版社，１９８６．　［３】中國機械工程學會鑄造分會．鑄造手冊，鑄鐵［Ｍ］．北京：機　到充分補縮的作用；最后用搖包澆注試塊。　械工業出版社，２０１１．　（上接第７頁）　的質量，起模后在重力的作用下型芯產生蠕變：　整，砂粒形狀得到改善。　蠕變量達到一定程度時，砂型（芯）就會發生塌　４）再生砂的ｗ（ＳｉＯ　）接近新砂，可燃物質大　箱。　大減少，化學性能穩定。　２）砂型（芯）的內部和外部硬化程度不均　５）在再生過程中，隨惰性膜的去除，砂中的　勻，外部硬化速度快，內部硬化速度慢，內部未　微粒也得以去除，致使其含泥量下降。　達到脫模強度。　６）與干法再生砂相比，通過熱法再生工藝得　３）在潮濕天氣下，原砂水分含量較高時不利　到的再生砂不僅延長了型砂的可使用時間，而且　于硬透。　較大地提高了其粘結（抗壓）強度。　６．２　主要措施　６　酯硬化水玻璃砂生產線主要問題　１）提高水玻璃的硬化速度（如采用快速酯硬　化劑，適當提高有機酯的用量，提高水玻璃的模　酯硬化水玻璃砂生產時易出現蠕變、塌箱等　數等）。　問題。　２）延長脫模時間，加熱烘干。　６．１　產生原因　３）用隨型底板及箱帶，防止型芯變形。　１）砂型（芯）尺寸較大時，其內部的砂子　４）在滿足型（芯）強度的條件下，盡量減少　不易硬透，水分不易散發、遷移，水玻璃砂型　型（芯）砂的厚度，增加干燥面積和通氣孔。如　（芯）建立的斷面硬化強度還不足以支承其自身　厚大處減薄、扎通氣孔等。　２０１２年第３期　Ｉ　２３