铸钢铰座的铸造工艺设计

烘干 , 达到安全水。但放置一段时间后 , 又继续吸湿, 水分又超标。因而制出的木模及芯盒相对不稳定。 1. 2 对于要求严格的机床导轨类铸件, 制做木模 及芯盒的结构不合理, 没有充分考虑到木模及芯盒的 收缩应力。 1. 3 以次的木料或者其它便宜的木料充当好的 木料来制作, 过了一段时间, 由于吸潮不同 , 变形大小 不一 , 造成同一表面高低不平。 1. 4 树脂砂有起模时间 , 超出范围 , 不是坏胎 , 就 是起模困难, 造成木模变形, 严重时起坏模型。 1. 5 木模运输和保存的管理不善。在运输过程 中雨淋, 摆放不平、 不实, 放置的地方不平整。 2 解决措施 2. 1 应选上等的不易吸潮的木材。如: 东北的红 松、 四川的柏木、 热带地区的柚木、 浙江的银杏木。千 万别选东北的落叶松、 白松、 华北的白杨等 , 这些品种 极易吸潮变形, 做出的芯盒及木模很难保证尺寸。目 前, 也可选上等的多层板 , 做木模及芯盒的表面衬板, 其抗潮、 抗变形的能力也比较好。 2. 2 木料烘干后 , 不应放置时间太长 , 且放在干 燥、 通风、 平整的库房内。制做完木模或者芯盒后, 检 查尺寸、 结构, 确保无误 , 用粗细砂纸对其表面进行打 磨, 光洁度要达到国家一级标准。喷清漆一遍 , 干燥后 用细砂纸进行二次打磨, 再喷刷清漆一遍。待干燥后 上蜡 , 避免二次吸潮。 2. 3 制造木模的用材宽度不得大于 150 mm, 木 模必须有骨架。负荷不太大的木模, 骨架可以用木料 层叠搭接 ; 负荷大的应用槽钢骨架 , 再用螺栓将木方料 固定在骨架上, 表面用木料拼接以防收缩或者变形 ; 也 可用多层板 ( 10 mm ) 贴在木料上; 凡是环形木模采
在指定库房、 指定 位置。 使 用过 程 中 , 要 按具 体 的 操作工艺规程 来 做 ; 使用 完 后 , 将 木型 及 芯盒 的 活 料 , 按 原标记 装好。 临时 放 在工 作 地时 , 地面 要 平 整 , 避 免出现 意外 的撞 击 散落。 发 现有 损坏 、 变形 的 , 要 立即维修 , 进行调整。定期 抽检 , 以 免出现 成 批废品发生。
F ig. 1 T echnical diag ram o f casting cor e g ro up
第一批次的铸造工艺见图 1 。 1 1 造型及浇注工艺 采用实样地坑、 手工造型及组芯工艺, 坑底埋设焦 碳块、 草袋、 钢管等以加强排气。模型四侧套砂箱, 最 小处吃砂量 70~ 100 mm 。型芯面砂全部采用 CO 2 硬 化水玻璃石英 砂, 背砂 采用 CO2 水 玻璃硬化 石灰石 砂, 面 砂 层 厚度 70 ~ 100 mm 。 浇注 温 度 1 540 ~ 1 560 1 2 。 浇注系统设计 铸件高 1 450 mm, 各 处壁 厚 较均 匀, 在 120 ~
中图分类号 : TG 269 文献标识码 : B 文章编号 : 1000 8365( 2005) 01 0073 02
固定铰座是大型水库闸门弧形启闭机上使用的关 键备件, 承受力大 , 要求铸件无缩 孔、 疏松、 裂纹等缺 陷。该件 材 质 为 ZG270 500, 铸 件 重 5 t 左 右。自
2002 年起生产铸件计 3 批次 , 每年 1 批, 累计 40 件。 现将工艺实践过程总结如下。 1 工艺设计
图1 铸件组芯工艺图
分区域钢液渗入、 烧结, 形成粘砂。部分炉次钢液过热 度大, 更导致粘砂严重。在生产中采取了一些针对性 措施 , 无明显效果。 第一批 16 件用户提货验收 , 各项成分、 性能指标 达到要求 ; 加工后检查铸件, 除局部零星砂眼外 , 未发 现其他缺陷。由于铸件外观差 , 用户在铰座安装时 , 对 影响整体外观效果部位重新进行了打磨 , 整件刷漆。 2 1 第二次工艺改进及生产效果 2003 年承接了第二批 8 件铰座 的制作。鉴于第 一批件的不足, 作者重新设计了模型工艺, 取消了上次 工艺中的 4# 及 5# 砂芯 ( 共 8 块芯 ) , 原出芯部位改为 造型时直接用风锤舂出, 以提高砂型紧实度。易出现 钢包砂 缺陷部位刷锆英粉涂料 2 遍。为提高型芯紧 实度 , 面砂及背砂混制时添加了 2% ~ 3% 的粘土。其 他工艺不变。 铸件浇注后 , 检查发现飞边、 棱角多肉等明显减 少, 钢包砂 缺陷变化不明显, 辐板根 部各处圆角都 有, 有的地方烧结轻微, 有的地方严重烧结, 难以清除。 中下部位鼓胀缺陷部分件仍存在, 有些地方出现了小 片夹砂缺陷。用户对铸件表面质量仍不满意。 2 2 第三次工艺改进及生产效果 2004 年 , 又承接了第三批 16 件铰座的制作任务。 作者进行了第三次设计, 示意见图 2。 主要改进内容如下: ( 1) 为彻底消除钢包砂缺陷 , 在辐板根部拐角处 使用了铬 矿砂, 砂层 厚约 30 m m 。为增 加砂子 流动 性, 型芯面砂中取消了粘土 , 原砂粒度控制在 40~ 70 目。为造型操作方便, 实样中下型舂制时全部使用面 砂, 取消了背砂。特别要求造型工逐层加砂、 舂砂, 加 砂层厚度 ( 松散砂 ) 控制在 150mm 左右 ; 重 新设计了 ( 下转 76 页)
160 mm 之间, 易于充型。阶梯式浇注系统: 钢包底注 孔 40 mm; 直浇 道 70 m m; 横 浇道 2 层 , 共 4 道, 50 mm ; 内浇道 2 层 , 共 4 道, 50 m m 。F 直 F横 F 内 = 1 2 2 。浇注系统全部采用耐火砖管。 1 3 冒口设计 施放加工量后, 辐板根部热节圆直径为 180 mm, 考虑 到 钢 液 过 热 情 况、 1 300 mm 1 400 mm 145( mm) 尺寸大 平板散热缓慢及冒口根 部接触热节 的影响, 实际热节圆直径在 240 m m 以上, 初步设计 冒口体尺寸为 350 mm 500 mm, 保温明冒口, 4 个 均布。 核算铸件工艺出品率 : 冒口液量为 1 385 kg, 浇注 系统重为 200 kg , 出品率= 5000/ ( 5000+ 1385+ 200) = 76% , 工艺出品率偏高。根据多年的经验, 轴承座类 件出品率在 60% ~ 70% 左右。 经分析铸件结构特点 , 认为铸件高度大, 各处壁厚 较大且均匀, 补缩畅通, 浇注系统在浇注过程中能起到 部分补缩作用。4 个冒口主要补缩对象为 1 300 mm 1 400 mm 145 mm 尺寸大平板及邻近部位, 大平板
原先铸造车间不太注意的一些表面缺陷现在逐步成为影响订货的重要因素之一工艺人员应充分考虑铸造工艺设计对铸件表面及内在质量的保证能力
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由于沿海地区空气潮湿 , 木模用料虽然经过
用层选结构时, 板材厚度应小于30 mm , 但当层选高度 大于 300 m m, 选层层数应不小于 3 层 ; 凡采用箍筒结 构时 , 箍筒直径小于 300 mm, 板宽应小于 80 mm; 箍 筒直径大于 300 m m 时 , 板宽应小于 100 mm; 箍筒壁 厚适用于 30~ 50 mm 。木 模纵向骨架之中心距不应 大于 400 mm, 矩形芯盒长 度大于 800 m m, 高度大于 300 mm 时 , 侧板外部必须加上应力框 ; 小于时需要适 当放置加强带; 木模易损坏及 易磨损处, 应镶上金属 板; 拆活块部与主体的联接一般采用金属或优于模型 的材料燕尾榫; 起模与敲模处 用金属板, 定位用金属 销, 内圆角用镶嵌铲出, 制成后 , 应用腻子填平其缺陷, 用砂纸打磨, 超平过度后, 再上清漆, 并进行二次喷清 漆后上蜡。 2. 4 在对接方式上, 都要采取倒梯型接合方式。 做木模时 , 一般装上带装铁环, 特别大的木模 , 应采用 对称四角内装铁框吊装铁梁 , 以防在起模时 , 发生起 坏、 变形等。 2. 5 在工艺方面 , 确定分型面时, 在保证铸件质 量的前提下, 要保证上、 下模强度、 结构及分型负数、 缩 尺等。 2. 6 加强木模及芯盒的管理 , 木模及芯盒要 放
牙。 这篇短文说明了什 么呢 ? 它示出了一种 由主动 性通往卓越 的成 功模式。罗文 中尉在 接到 任务后 , 没提任何 要求 , 诸如 加西亚 在哪 里? 长相如 何 ? 通 往古巴的 路 应 怎么 走 ? 等 等。他 完 全依 靠 超 越 自 我, 一往无前和敢于牺牲的大无畏精神 , 表现出了一 种非凡的主 动创 造力。这真是 一位可 敬的 人, 一 位 值得信赖的人。 但是 , 不少企业里多有这样的职工 , 当他接受某一 项任务时 , 总是提出若干反问题, 例如, 为什么不让别 人去偏要我去, 这项任务如何去完成, 这么短的时间内 怎么能完成, 完成后给我多少报酬等 。 有主动创造力和能否去创造是两码事。有的人具 有创造能力, 但无创造精神, 有的人有献身精神 , 却无 创造才能。企业里需要的是既有主动的创造能力, 又 有不计个人得失的牺牲精神的人。所以 , 现代企业就 是要寻找并留住像罗文中尉这样的 送信人 , 培养这 样的 送信人 和重用这样的 送信人 。这一切 , 应该 是今天职业场中的主旋律。它蕴含着企业成功和个人 发展的真谛。如果职工们都成了这样的 送信人 , 企 业就自然蒸蒸日上了。 积一致, 高度为 1 000 m m, 造型工站位、 加砂、 舂砂均 较方便。而原设计下型高度为 1 450 m m, 上面投影面 积为 1 300 mm 1 400 mm, 中下部 位为 800 mm 1 200 mm, 长度尺寸相差较大; 1 300 mm 尺寸方向辐 板根部舂砂尤其不便, 取模后 该处砂型疏松 , 需要修 补; 由于修型时砂型已硬化, 修补层和母体结合并不牢 固, 高温作用下 , 钢液易于渗入烧结 , 形成 钢包砂 。 ( 4) 其他工艺设 计沿用第一次 工艺设计 相应内 容。 应用新工艺生产 , 造型操作方便, 造型质量显著提 高, 合箱及清整工作进展顺利。原先存在的几类铸件 表面缺陷基本消除, 验收及发货顺利, 用户很满意。 3 结论
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质量为 2 060 kg 。这样看来, 冒口设计是足够的。实 践证明所有铸件未出现一例缩孔缺陷, 各处经用户探 伤检验, 也未出现超标疏松缺陷。 2 生产情况及缺陷分析 由于砂芯分块多, 制芯、 合箱工作量大; 砂芯缝隙 过多 , 多数缝隙堵塞不便 ; 部分砂芯吊运组合过程中棱 边局部损坏, 修补困难。铸件浇注清理后发现 , 各件均 存在大量棱角多肉、 飞边现象 , 多件中下部位出现不同 程度鼓胀缺陷, 辐板根部 多件出现程度不等的 钢包 砂 缺陷。 分析认为: 铸件高度大、 壁厚, 铸件中下部位钢液 静压力大 ; 而造型、 合箱操作质量低, 型芯局部紧实度 不足 , 导致部分区域型壁位移 , 形成突起。辐板根部区 域散热困难, 长期处于高温, 砂芯紧实度不足、 不均 , 部
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创造力 , 更出色地提高工作效率和产品质量。他们又 在高效率中获得更为丰厚的经济收入, 从而进一步坚 定了扎下根来为企业效力的决心。这是一种无以伦比 的 良性循环 。 诚然 , 在某些特定条件下, 引进技术, 引进人才是 必不可少的。企业会从中提升活力, 在一个较短的时 间内跃上一个新高度 , 并获得可观的经济效益。因此, 内培 与 外引 是两条腿走路 , 坚持下去企业就变成 群英会 了。 3 留住什么样的人 这里提出一个陌生的说法 , 就是要留住 《 把信送给 加西亚 》 的人。 《 把信送给加西亚 》 是美国作家阿尔伯 特 哈伯德在 1899 年写的一篇短文。讲的是美国与 古巴联合抗击西班牙的故事。当时, 美国和古巴都处 在战争的劣势。美国总统金麦莱迫切希望联合古巴抗 战英雄加西亚将军共同对西班牙作战。他亲笔写了一 封给加西亚将军的信。但是, 寻找送信人却成了难题。 于是, 有人推荐罗文中尉担此重任。罗文中尉从总统 手里接到信后, 二话未说 , 转身就走。在 15 天的日日 夜夜里, 出生入死, 历尽艰险 , 终于把信送到加西亚将 军手里 , 并带回了好消息。美古联军很快战败了西班 ( Design of the Steel Reaming Base
N IE Quan bin, CH EN Wen qi ( T he M achiner y Equipment Plant o f Handan I ron & Steel Gr oup Co. , L td, H andan 056015, China)
收稿日期 : 2004 09 27; 作者简介 : 蒋云峰 ( 1965 修订日期 : 2004 10 28 ) , 黑龙江省齐齐哈尔市人 , 工程师 . 主要从事
铸造工艺、 金属熔炼方面的技术工作 .
铸钢铰座的铸造工艺设计
聂全斌, 陈文奇
( 邯钢集团设备制造安装分公司 , 河北 邯郸 056015)