防止球墨铸铁件缩孔及缩松的工艺措施[1]

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防止球墨铸铁件缩孔及缩松的工艺措施

天津海运职业学院!（"##$%&）!胡春亮

!!【摘要】!为了防止轴承座球墨铸铁铸件的缩孔缩松等缺陷，采用增加砂型刚度，改进浇冒系统，以及控制球化、孕育和射线检测评定等技术手段对工艺进行优化与评定，没有出现缩孔、缩松等缺陷，检测结果合格，证明采用改进工艺轴承座球墨铸铁铸件生产是可靠的。

一、概述

球墨铸铁铸件的缩孔、缩松等缺陷一直是令铸造工作者十分头疼的问题，而随着工程结构的发展，对球墨铸铁件致密度、缺陷等级要求越来越高。以天津新联铸锻有限公司出口轴承座（见图#）球墨铸铁件为例，不仅对铸件的化学成分、材料性能、表面质量有严格的要求，而且对铸件内部致密度的要求也很严格，要进行本体解剖和$射线探伤，不允许有缩孔和缩松缺陷。生产实践中，要达到这些要求比较困难。为了保证铸件质量，围绕轴承座球墨铸铁件的生产，从造型材料、工艺设计及合金熔炼等多方面进行了工艺实践。

轴承座材质为%&’()—#)，重*))+,，轮廓尺寸为长#)))--、宽.*)--、高*))--。

灰铸铁共晶凝固那样的共同结晶前沿。石墨球是在奥氏体外壳包围下长大，石墨长大的膨胀力全部通过奥氏体壳的接触传递到铸件的外壳，所以球墨铸铁的石墨化膨胀比灰铸铁大得多。在湿型铸造时，球墨铸铁的共晶膨胀力约为灰铸铁的(倍。而球墨铸铁共晶凝固的过冷度较大，共晶温度较低，共晶时间相对滞后，使共晶膨胀不能像灰铸铁那样充分抵销液态收缩和凝固收缩。

（.）容积凝固!球墨铸铁共晶凝固是容积凝固，内生长方式使其在整个凝固过程中形成的糊状外壳没有承载能力，故石墨化膨胀力几乎全作用在铸型上，若是湿型、壳型及紧实不够的树脂砂型等刚性较差的铸型，就会发生型壁位移，使铸件尺寸胀大，若没有足够的铁液补充，必然产生缩孔和缩松。

（/）糊状凝固!球墨铸铁石墨形核和生长过程决定了其糊状凝固的特点，凝固后期未凝固的液相被相互搭接的晶粒或枝晶网络分割成许多孤立的小熔池，使液态补缩十分困难。而且，由于球墨铸铁的共晶团数是灰铸铁的()0.))倍，这些小熔池比灰铸铁分散得多，凝固

图#!轴承座结构示意

收缩产生的体积亏损更加难以得到补偿，因而容易形成缩孔和缩松。球墨铸铁的凝固特点决定了球墨铸铁具有比灰铸铁大得多的缩孔、缩松倾向。

二、球墨铸铁的凝固特点及缩孔和缩松产生原因分析

$&球墨铸铁的凝固特点

（#）球化剂的作用!球墨铸铁共晶凝固方式是离异共晶凝固，球状石墨和奥氏体两个相的析出在时间和场合上都是分离的，石墨在先、奥氏体在后，两个相没有

!&轴承座铸件产生缩孔缩松缺陷的原因分析

图#所示轴承座属大中型球墨铸铁件，壁厚不均、热节多，在工艺不稳定的情况下，更容易发生缩孔和缩松缺陷。由于结构设计不尽合理、铸造工艺性差、铸造

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工艺设计不当、铸型刚度不足、浇注温度过高、铸件的冷却速度不当，以及化学成分不合格等原因，都可能造成缩孔、缩松缺陷。

三、避免缩孔和缩松缺陷的工艺措施

（#）选用固化树脂砂型，提高砂型刚度。根据收缩理论，提高铸型的刚度能够避免球墨铸铁件的缩孔、缩松缺陷。而干型砂型、水泥砂型，经充分紧实和固化的树脂砂型可认为是能防止型壁移动的刚性铸型，在较低浇注温度和合理的浇冒口系统条件下，能有效地防止缩孔、缩松缺陷产生。考虑生产现场的实际条件，决定选用固化的树脂砂型。配比中，树脂为#$#%&#$’%，固化剂占树脂的比为()%&(*%，且要严格控制混砂过程。经过反复试验确定了，先加固化剂混(+,，再加树脂混#-./。此外，由于造型时只是人工椿实砂型，对于冒口颈部位要确保型砂紧实。

（’）分散浇口，避免局部热量集中，合理设计浇注系统。浇注系统设计为了工艺更有效地保证轴承座的生产质量，充分发挥浇注系统补缩作用。根据液态金属凝固理论，凝固时各凝固进程不同的部位相互抽吸铁液，产生缩松，为避免局部热量集中，主要考虑分散浇口的工艺。基于此，浇注系统按0单元系统（浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道）改进如下：采用大孔出流，首先，浇注系统设置为1型；其次，选择内浇道逐层引入铸件方式，且要避开冒口颈；再次，适当增加直浇道高度和横浇道截面积，发挥其补缩作用；最后，浇口杯采用满斗式结构。在充分考虑生产现场整体条件下，通过合理的浇注系统设计，有效地减少了缩孔、缩松缺陷的产生。

（(）避开内浇道，明暗结合，合理设置补缩冒口。冒口设计中应注意的问题：!冒口的布局要合理。轴承座为对称零件，设置上要考虑热温度场对称性的特点，冒口对称设置。"冒口直径不能太小，否则不能发挥补缩作用。#冒口颈尺寸要合理。若冒口颈尺寸太大，冒口颈根部会有缩松缺陷；太小则补缩通道被冒口颈切断，不能补缩。$冒口的布局要考虑铸件结构和浇注系统的整体性，避免新的热量集中发生。

经过工艺试验，确定明冒口0个，暗冒口’个，出。气冒口’个（见图’）

（0）随流孕育，提高石墨数量，防止缩孔、缩松缺

陷。2$3$45./5认为石墨球数高对减少缩松有利，就是从保证石墨化充分考虑的。在生产实践中，随流孕育量要准确掌控，孕育强度不能太大。当6、7.量一定时，孕育强度超过保证充分石墨化的需要后，石墨碳析出总量不会再增加，只会使石墨核心大量增加，使石墨提早析出，使膨胀相对提前，不但使铁液外流，而且由于石“糊墨球数和共晶团数大幅度增加，固8液区扩展迅速，状凝固”倾向更明显，液态通道容易堵塞，导致外部补缩受阻，因而使缩松、缩孔倾向增大。通过准确控制孕育强度，有效地避免了由于碳化物析出而引起的缩松。

四、射线检测对缩孔缩松类缺陷的评价

%&检测条件及工艺参数

（#）源种类!9:#;’，源活度（6.）0+。（’）透照方式!单壁单影。（(）焦点尺寸!(--<(--。（0）焦距（1#）*++--。

（)）胶片牌号规格!=>?=，@+--<(++--。（A）增感方式!BC前屏+$#A--、后屏+$#A--。（*）像质计型号!=7DE—F、6。（@）显影条件!时间(-./、温度’)G。（;）照相质量等级!’—’D。（#+）底片黑度!#$)&0$+。

（##）检测对象!工艺改进后生产样件。（#’）片位设置及板厚（见图(、附表）。

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景洪叶片铸造工艺

哈尔滨电机厂有限责任公司!（黑龙江!"#$$%$）!徐卫红!张!浩

!!【摘要】!介绍了大型水轮机不锈钢叶片铸造工艺的设计，通过真空氧脱碳（345），成功地熔炼并浇注出景洪水轮机不锈钢叶片。所研制的叶片无论化学成分、表面质量，还是型线、尺寸均达到了研制要求。

!!近年来，大型铸件成为大型水电机组开发和利用所必需的重要基础部件，其制造能力和水平直接决定着重大技术装备的制造能力和水平。目前我国一些大型关键铸件尚需进口，受制于人。因此开展大型转轮叶片的制造关键技术研究有着至关重要的意义。国家在“十一五”规划中要求进行攻关，解决大型铸锻件国产化问题。

景洪电站机组转轮直径(0#,，为巨型机组，叶片铸件全部进口，叶片最大尺寸为*$--,,6##--,,，净重20*%7，345精炼钢液，探伤要求为118+-—#，质量要

求高，制造技术难度大。为了实现国家“十一五”规划中大型铸锻件国产化目标，哈 …… 此处隐藏：2012字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……