大型fc200缸套鑄件的工藝

我國長距離牲畜汽油擠出工藝由我廠生產(chǎn)，材料為hp200（相當于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)用機械法聯(lián)接。鑄件結(jié)構見圖1。1材料和試驗棒使用一臺20t無芯工頻感應電爐熔煉鐵水,二臺PY45型數(shù)字溫度計及WRS-602型快測熱電偶測溫,一個10t、二個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,工藝難點主要表現(xiàn)為:1)鑄件各中心孔間和主要壁厚尺寸都有嚴格公差要求,模樣如按慣例設20mm撥模斜度,會嚴重干擾鑄件尺寸精度。2)合箱時任何部位都不允許使用金屬芯撐給型芯間的準確定位帶來困難。3)鑄件上需鑄出長通孔(?130×2000、?174×3070mm)21個,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)按技術條件,較高CE(≈4.0%),須保證一定的抗彎強度。4雕塑工藝設計4.1雕塑工藝(1)砂箱使用模板造型技術采用立式組芯造型工藝及六層撞砂的分箱方法。制造過程中,各層砂箱使用模板造型,靠簡易定位銷定位,鑄型造好后,不需翻箱,可直接起模,避免了翻箱動作中可能造成鑄型的損壞。(2)改善芯砂緊實度為保證合箱時的尺寸精度,型芯全部用樹脂砂,對圓角和損角處重點撞實,增加芯砂緊實度。造長圓芯時,使用特制芯骨,增大型芯強度,減少變形。為保證鑄件尺寸精度,便于起模,模樣分層制作,上層設計成組芯式木模,下層設計成無撥模斜度的抽芯式木模,結(jié)構見圖2(箭頭方向即起模方向)。(3)鑄件兩端同時注入鐵水根據(jù)鑄件特點,設計成緩沖式階梯導入、串聯(lián)環(huán)形澆注系統(tǒng),由鑄件兩端同時注入鐵水。澆注系統(tǒng)用耐火磚管鋪設。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,箱齒隨模樣形狀設計,箱口經(jīng)機械加工,保證分箱披縫小于2mm。(5)下芯頭蓋芯和強力膠的安裝為保證型芯在鐵水充型時不串動,上下芯頭分別用夾板式蓋芯和強力膠固定粘合。固定長孔型芯,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程中,每爐分別制取化學分析和光譜分析試樣,測定鐵水中C、Si、Mn、P、S等元素的含量。光譜分析采用DV4型光譜分析儀。兩種測試結(jié)果比較校正,增加爐前鐵水成分控制的及時性和可靠性,使爐前和爐后各主要元素含量測試偏差控制在±0.05%內(nèi)。(2)wc及以合金化措施一般的機床灰鑄鐵件,為保證鑄件強度,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也設計為高值,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,類石墨粉空爐時均勻撒在爐底。(5)在高溫下精制鐵水于爐內(nèi)升溫至1500℃,進行保溫10min左右,以達到凈化鐵水的目的。4.3灌溉(1)注射方案采用立式澆注,鑄型兩端各設一?12mm的直澆道,使用兩澆口箱同時澆注,內(nèi)澆口繞鑄件底部一周。(2)反向包裝用一臺20t工頻感應電爐熔煉,按圖4流程進行倒包處理。(3)加熱溫度澆注溫度控制在1350±10℃(可測量澆口箱內(nèi)鐵水溫度)。(4)注入時間整個澆注過程在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。澆口塞使用前需烘干,保證內(nèi)部無潮氣,澆口塞固定在澆口箱側(cè)壁,撥起動作靠機械自動完成。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,當型內(nèi)鐵水上升至預定位置,型中埋設的導線被導通,外接的指示燈亮,立即停止?jié)沧?靠兩澆口箱內(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溫度記錄