大型fc200缸套鑄件的工藝

大型fc200缸套鑄件的工藝

我國(guó)長(zhǎng)距離牲畜汽油擠出工藝由我廠生產(chǎn)，材料為hp200（相當(dāng)于ht200），鑄造形狀為861872798.1本次，注重量約6t。分兩節(jié)鑄造:一為三缸體,澆重26t;一為四缸體,澆重36t。使用前兩節(jié)用機(jī)械法聯(lián)接。鑄件結(jié)構(gòu)見圖1。1材料和試驗(yàn)棒使用一臺(tái)20t無(wú)芯工頻感應(yīng)電爐熔煉鐵水,二臺(tái)PY45型數(shù)字溫度計(jì)及WRS-602型快測(cè)熱電偶測(cè)溫,一個(gè)10t、二個(gè)20t鐵水包出鐵和澆注。單鑄?30×500(mm)試棒,一箱底三克三支;附鑄試棒為?30×300(mm),每件三支。型砂及芯砂全部采用呋喃樹脂砂,型內(nèi)采用鋯英粉醇基快干涂料。爐料使用本溪Z14生鐵、普通碳素廢鋼、回爐鐵、75硅鐵、60錳鐵和類石墨等。2單鑄試棒性能材料為JISG5501/FC200;化學(xué)成分見表1:鑄態(tài)單鑄試棒性能要求σb>200MPa,f>4.5mm,硬度<223HB。鑄件表面粗糙度小于Ra100。3u2004鑄造缺陷該鑄件屬于重型精密件,工藝難點(diǎn)主要表現(xiàn)為:1)鑄件各中心孔間和主要壁厚尺寸都有嚴(yán)格公差要求,模樣如按慣例設(shè)20mm撥模斜度,會(huì)嚴(yán)重干擾鑄件尺寸精度。2)合箱時(shí)任何部位都不允許使用金屬芯撐給型芯間的準(zhǔn)確定位帶來(lái)困難。3)鑄件上需鑄出長(zhǎng)通孔(?130×2000、?174×3070mm)21個(gè),且孔內(nèi)不允許有任何鑄造缺陷。4)鑄件精度要求較高,表面粗糙度須保證小于Ra100。5)按技術(shù)條件,較高CE(≈4.0%),須保證一定的抗彎強(qiáng)度。4雕塑工藝設(shè)計(jì)4.1雕塑工藝(1)砂箱使用模板造型技術(shù)采用立式組芯造型工藝及六層撞砂的分箱方法。制造過(guò)程中,各層砂箱使用模板造型,靠簡(jiǎn)易定位銷定位,鑄型造好后,不需翻箱,可直接起模,避免了翻箱動(dòng)作中可能造成鑄型的損壞。(2)改善芯砂緊實(shí)度為保證合箱時(shí)的尺寸精度,型芯全部用樹脂砂,對(duì)圓角和損角處重點(diǎn)撞實(shí),增加芯砂緊實(shí)度。造長(zhǎng)圓芯時(shí),使用特制芯骨,增大型芯強(qiáng)度,減少變形。為保證鑄件尺寸精度,便于起模,模樣分層制作,上層設(shè)計(jì)成組芯式木模,下層設(shè)計(jì)成無(wú)撥模斜度的抽芯式木模,結(jié)構(gòu)見圖2(箭頭方向即起模方向)。(3)鑄件兩端同時(shí)注入鐵水根據(jù)鑄件特點(diǎn),設(shè)計(jì)成緩沖式階梯導(dǎo)入、串聯(lián)環(huán)形澆注系統(tǒng),由鑄件兩端同時(shí)注入鐵水。澆注系統(tǒng)用耐火磚管鋪設(shè)。為增大澆注系統(tǒng)除渣能力,增加橫澆口斷面比,澆口比為:直∶橫∶內(nèi)=1∶(1.9～2.0)∶(0.9～1.0)。澆注系統(tǒng)如圖3。(4)砂箱造型所用六層砂箱為灰鐵整鑄,箱齒隨模樣形狀設(shè)計(jì),箱口經(jīng)機(jī)械加工,保證分箱披縫小于2mm。(5)下芯頭蓋芯和強(qiáng)力膠的安裝為保證型芯在鐵水充型時(shí)不串動(dòng),上下芯頭分別用夾板式蓋芯和強(qiáng)力膠固定粘合。固定長(zhǎng)孔型芯,使用了高溫下自行汽化的特殊材料芯撐和易熔金屬絲。4.2研磨工藝(1)元素含量及光譜分析鐵水熔煉過(guò)程中,每爐分別制取化學(xué)分析和光譜分析試樣,測(cè)定鐵水中C、Si、Mn、P、S等元素的含量。光譜分析采用DV4型光譜分析儀。兩種測(cè)試結(jié)果比較校正,增加爐前鐵水成分控制的及時(shí)性和可靠性,使?fàn)t前和爐后各主要元素含量測(cè)試偏差控制在±0.05%內(nèi)。(2)wc及以合金化措施一般的機(jī)床灰鑄鐵件,為保證鑄件強(qiáng)度,都采用在較高CE下,提高wSi/wC和輔以合金化的措施。缸套鑄件為減少形成鑄造缺陷的傾向,CE也設(shè)計(jì)為高值,但wSi/wC并不高,且熔煉中不允許加入任何合金元素,通過(guò)加大爐料中廢鋼量(廢鋼量由一般的10%增加到30%)的方法保證其各項(xiàng)性能。(3)材料新生鐵45%,廢鋼30%,回爐鐵25%。(4)加增碳劑的加入電爐中加入類石墨進(jìn)行增碳,增碳約為40%～50%,將所需的增碳劑一次性加入爐底。大塊類石墨隨爐料加入,類石墨粉空爐時(shí)均勻撒在爐底。(5)在高溫下精制鐵水于爐內(nèi)升溫至1500℃,進(jìn)行保溫10min左右,以達(dá)到凈化鐵水的目的。4.3灌溉(1)注射方案采用立式澆注,鑄型兩端各設(shè)一?12mm的直澆道,使用兩澆口箱同時(shí)澆注,內(nèi)澆口繞鑄件底部一周。(2)反向包裝用一臺(tái)20t工頻感應(yīng)電爐熔煉,按圖4流程進(jìn)行倒包處理。(3)加熱溫度澆注溫度控制在1350±10℃(可測(cè)量澆口箱內(nèi)鐵水溫度)。(4)注入時(shí)間整個(gè)澆注過(guò)程在80s內(nèi)完成。(5)水泥砂打制使用容量5.0t～5.5t的大型澆口箱,用雙快水泥砂打制。內(nèi)表面與鐵水接觸部位鑲嵌60mm厚耐火磚,杜絕由澆口箱內(nèi)卷入泥砂和夾渣物。箱內(nèi)設(shè)擋渣板,澆口另一側(cè)套出80mm深凹坑,以利于澆注后期集渣。(6)澆口塞的使用澆口塞中部為?36mm鋼芯,外套耐火磚管,磚管間用硬泥粘接,中間縫隙用石墨粉填實(shí)。澆口塞使用前需烘干,保證內(nèi)部無(wú)潮氣,澆口塞固定在澆口箱側(cè)壁,撥起動(dòng)作靠機(jī)械自動(dòng)完成。其原理為:澆口箱內(nèi)鐵水上升至一定高度,撥間閘板上銷釘,重錘落下,撥起落口塞。澆口塞的使用,一方面保證了鐵水的充型壓力,另一方面隔絕了夾渣和鐵豆的帶入。澆口箱及澆口塞裝置如圖5所示。(7)鑄型內(nèi)冷卻和冷卻澆注中,兩澆口箱始終保持一定的鐵水高度,當(dāng)型內(nèi)鐵水上升至預(yù)定位置,型中埋設(shè)的導(dǎo)線被導(dǎo)通,外接的指示燈亮,立即停止?jié)沧?靠?jī)蓾部谙鋬?nèi)的鐵水將鑄型澆滿。4.4落砂清理鑄件冷卻至200℃下,打箱落砂。型內(nèi)冷卻用熱電偶和自動(dòng)溫度記錄