灰铸铁厚大件砝码的铸造工艺

Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ａ ｈｅａｖｙ ｇｒａｙ ｉｒｏｎ ｃｏｕｎｔｅｒｗｅｉｇｈｔ ｈａｓ ｗｅｉｇｈｔ ｏｆ ５０ ｔ， ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ６００ ｍｍ． Ｆｏｕｒ ｈｏｔ Ｃｏｎｎｏｒ ｆｅｅｄｅｒｓ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｓｏ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｅｔａｌ ｗａｓ ｅｎｔｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｃａｓｔｉｎｇ ｃａｖｉｔｙ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｆｅｅｄｅｒｓ． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｐｒｅｖｅｎｔ ｓｕｒｆａｃｅ ｓｉｎｋｓ ａｎｄ ｉｎｎｅｒ ｓｈｒｉｎｋａｇｅ ｄｅｆｅｃｔｓ， ａ ｌｏｔ ｏｆ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｄｅｎｓｅｎｅｒｓ ｈａｄ ｂｅｅｎ ｓｅｔ ｉｎ ｔｈｅ ｍｏｌｄ ｃａｖｉｔｙ． Ｔｏ ｐｒｅｐａｒｅ ｄｅｎｓｅｎｅｒｓ ａｎｄ ｆｉｘ ｔｈｅｍ ｉｎ ｔｈｅ ｍｏｌｄ ｃａｖｉｔｙ ｃａｕｓｅｄ ｌａｒｇｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｗｏｒｋ， ｈｏｗｅｖｅｒ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｃａｓｔｉｎｇｓ ｗａｓ ｎｏｔ ｖｅｒｙ ｇｏｏｄ． Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ， ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈａｔ ｈｅａｖｙ ｃａｓｔｉｎｇｓ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｃａｒｂｏｎ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｗｏｕｌｄ ｈａｖｅ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｈｉｇｈ ｓｅｌｆ－ ｆｅｅｄｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ， ｉｔ ｗａｓ ｄｅｃｉｄｅｄ ｔｏ ｃａｎｃｅｌ ｄｅｎｓｅｎｅｒｓ． Ａｓ ａ ｒｅｓｕｌｔ， ｑｕａｌｉｆｉｅｄ ｃａｓｔｉｎｇｓ ｗｅｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｃｏｕｎｔｅｒｗｅｉｇｈｔ； ｓｈｒｉｎｋａｇｅ ａｎｄ ｓｉｎｋ； ｆｏｕｎｄｒｙ ｍｅｔｈｏｄ
本文所述砝码采用 ＨＴ１５０ 灰铸铁制作， 单重 ５０ ｔ， 形状为圆饼状， 厚 ６００ ｍｍ， 属厚大重型铸件。用于 ４５０ ｔ ／ ８０ ｔ 起重机电子秤的标定， 砝 码 装 载 结 构 件 砝码罐中。砝码重量偏差要求达到Ⅱ级重量偏差标 准及不大于 ２．５％。铸件易产生缩 孔 、缩 陷 、粘 砂 、裂 纹 、等 缺 陷 。
１ 原工艺概况及存在的问题 采用冷硬呋喃树脂砂造型， 浇注系统、冒口见图
１。由于铸件比较厚大， 曾担心中心部位易产生表面 缩陷和内部缩孔缺陷， 为此铸件内部设置了四层冷 铁， 每层冷铁之间要用顶子固定， 见图 ２。质量要求 比较高的铸件要制作材料相同的内冷铁， 冷铁表面 要打磨或机械加工去除氧化皮， 以防止在浇注过程 中 产 生 气 体 。内 冷 铁 规 格 及 放 置 量 要 经 过 计 算 。即 使
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中图分类号： ＴＧ２４５
文献标识码： Ｂ
文章编号： １００３－ ８３４５（ ２００６） ０２－ ００３６－ ０２
Ｆｏｕｎｄｒ ｙ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ａ Ｈｅａｖｙ Ｇｒ ａｙ Ｉｒ ｏｎ Ｃｏｕｎｔｅｒ ｗｅｉｇｈｔ
ＭＵ Ｃｈｅｎｇ－ ｓｈｕａｎｇ
（Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ， Ｈｅａｖｙ Ｄｕｔｙ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｃｏ． Ｌｔｄ．， Ａｎｓｈａｎ Ｉｒｏｎ ＆ Ｓｔｅｅｌ Ｇｒｏｕｐ， Ａｎｓｈａｎ １１４０２１， Ｃｈｉｎａ）
３ 生产效果 按此工艺共制作 ６ 件， 均表面光洁， 无缩孔和表
面 缩 陷 、裂 纹 等 铸 造 缺 陷 ， 尺 寸 及 重 量 准 确 ， 重 量 最 大 为 ５０ １１８ ｋｇ， 最 小 为 ５ ０２４ ｋｇ， 均 在 偏 差 范 围 内 ， 取得了预期的效果。
北京亿通正龙工贸有限公司
Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｙｉｔｏｎｇ Ｚｈｅｎｇｌｏｎｇ Ｉｎｄｕｓ ｔｒｙ ａｎｄ Ｔｒａｄｅ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏｍｐａｎｙ
这样也可能因工艺因素波动及计算误差而出现裂 纹 、缩 孔 、气 孔 等 缺 陷 ， 且 由 于 要 固 定 内 冷 铁 而 不 可 避免在铸件表面留下顶子痕迹而影响表面质量， 且 制作和放置冷铁费时费力。
２ 工艺改进 （ １） 铸造工艺 由 于 此 铸 件 材 料 ＨＴ１５０ 为 接 近 共 晶 成 分 灰 铸
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少加 １／５～１／３； 无毒、无味、无腐蚀、无污染。
铝合金铸造部 Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｃａ ｓ ｔｉｎｇ ｄｉｖｉｓ ｉｏｎ 拥有多台日产六开模倾转浇注机等设备。主要产品： ４６２／
４６５ＱＥ、４９１Ｑ、３６８、４Ｇ６４Ｄ 等气缸盖。还有机油滤座、进气管 ， 泵体及各种散热器等。
机械加工部 Ｍｅ ｃｈａ ｎｉｓ ｍ ｓ ｃａ ｂｂｌｅ ｄｉｖｉｓ ｉｏｎ 拥有卧式加工中心、立式加工中心， 数控车床及各种通用
铸造材料部 Ｍｏｕｌｄｉｎｇ ｒａ ｗ ｍａ ｔｅ ｒｉａ ｌ ｄｉｖｉｓ ｉｏｎ 拥 有 自 创 技 术“ＦＳ 粉 ”， 煤 粉 代 用 材 料 ， ２００１ 年 获 国 家 重
点新产品奖。 ①铸 造 用 α淀 粉 ： 增 加 型 砂 韧 性 ， 提 高 热 湿 拉 强 度 、防 止
铸 件 夹 砂 、冲 砂 、气 孔 缺 陷 ； ②ＳＧ 粉状合脂： 替代合脂油、自硬树脂等制芯材料， 原 砂
不需烘干、芯子烘干时间短， 生产效率高； ③ＢＬ 湿 型 大 件 粘 结 剂 ： 替 代 自 硬 树 脂 砂 、干 型 砂 生 产 大
平 面 的 铸 铁 、铸 钢 、有 色 铸 件 ； ④ＮＳ 新型覆膜砂： 不粘芯、不开裂、不变形， 消除脉纹、防
止气孔； ⑤ＦＳ 粉 ： 替 代 煤 粉 ， 用 量 为 原 煤 粉 的 １／３， 同 时 膨 润 土 可
灰
Ｇｒａｙ ａｎｄ Ｎｏｄｕｌａｒ Ｉｒｏｎｓ
铸
铁
及
球
墨
铸
铁
灰铸铁厚大件砝码的铸造工艺
穆成双
（ 鞍钢重型机械有限责任公司 冶炼设备制造厂， 辽宁 鞍山 １１４０２１ ）
摘要： 砝码重量 ５０ ｔ、厚 ６００ ｍｍ， 材料牌号为 ＨＴ１５０。采用压边热冒口， 铁液经由冒口进入铸件型腔。为防止表 面缩陷、内部缩孔， 曾在型腔内设置大量内冷铁， 不但冷铁的准备和固定工作量很大， 而且铸件质量并不好。后 来考虑到该铸件厚大， 且碳当量较高， 自补缩能力较好， 因而取消冷铁， 获得了合格的铸件。 关键词： 砝码； 缩孔和缩陷； 铸造工艺
或 专 用 机 床 。 全 部 为 柔 性 加 工 线 。 主 要 产 品 ： ４６２／４６５ＱＥ、 ４９１Ｑ、３６８Ｑ、４Ｇ６４、ＢＪ４８３、４ＪＢ１ 等发动机缸盖成品。
模具设计制造部 Ｆｏｕｎｄｒｙ ｐａｔｔｅｒｎ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｄｉｖｉｓｉｏｎ
拥有资深铸造工程师及模具设计师。具有开发快， 价格 低， 质量优的优势。已形成从模具设计、制造， 毛坯铸造， 表面 处理及最终产品加工的一条龙服务， 实行交钥匙工程。
（ ２） 化学成分 由于灰铸铁的密度主要决定于化学成分、冷却 速 度 ， 化 学 成 分 控 制 范 围 为 （ ｗ Ｂ ／ ％） ： Ｃ ３．２～３．５， Ｓｉ １．８～２．１， Ｍｎ ０．６￣０．９， Ｐ ≤０．２， Ｓ ≤０．１２， 保 证 铸 件 的 密度符合要求， 铸件不超重。 （ ３） 浇注温度 由于此铸件厚大， 形状简单， 选择比较低的浇注 温 度 ， 以 减 少 液 态 收 缩 量 。 浇 注 温 度 定 为 １ ２６０～ １ ３００ ℃。 由于此件比较厚大为减小内外温差必须保温足 够长的时间， 以免产生内应力引起铸件开裂。
收稿日期： ２００５－ １２－ １６ 作 者 简 介 ： 穆 成 双 （ １９６４－ ） ， 男 ， 大 学 本 科 ， 工 程 师 ， 从 事 铸 造工艺工作。
图 １ 砝码铸造工艺 Ｆｉｇ．１ Ｆｏｕｎｄｒｙ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｕｎｔｅｒｗｅｉｇｈｔ
３６ 现代铸铁 ２００６ ／ ２
６０５
φ ３ ９３２ 冒口
内冷铁
图 ２ 砝码原铸造工艺 Ｆｉｇ．２ Ｏｒｉｇｉｎａｌ ｆｏｕｎｄｒｙ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｕｎｔｅｒｗｅｉｇｈｔ
铁， ｗ （Ｃ）、ｗ （Ｓｉ）含量较高（ 碳当量约 ４．１％） ， 而且为 厚大件， 比较适合于采用无冒口铸造或采用尺寸较 小的冒口补缩， 为此决定取消冷铁， 仍采用图 １ 所示 的 压 边 冒 口 ， 压 边 宽 度 为 １５￣２０ ｍｍ。 冒 口 尺 寸 为 ２２０×３５０×３５０ ｍｍ， 浇 道 通 过 冒 口 （ 热 冒 口 ） 、两 端 引 入铁液。由于铸件比较高， 采用阶梯式浇注系统， 径 向引入铁液， 充型平稳。直浇口 φ ８０ ｍｍ 两个， 内浇 道上下两层各 ６ 道， 两侧开设。为防止铁液静压力及 石墨化膨胀引起型腔扩大， 使石墨化膨胀能充分用 于自补缩， 铸型必须有足够的刚度， 因此必须做到： ①填砂时必须舂实； ②砂箱必须有足够的强度； ③合 型时在紧箱卡子与箱耳之间用楔铁塞紧， 进一步增 强铸型刚度。