詳細(xì)介紹
填角和截面突變處,焊接坡口處寬度30mm的范圍內(nèi),型芯撐處,用氣割,火焰清理或碳弧氣刨加工過(guò)的部位,焊補(bǔ)修復(fù)處,使用中有可能承受高應(yīng)力部位及鑄造工藝中設(shè)置外冷鐵和鑄筋的位置。煤粉在型砂中的作用和應(yīng)用鑄鐵件濕型砂里常加入一定量的煤粉。鑄鋼件特征:氣孔是存在于鑄件表面或內(nèi)部的孔洞,呈圓形、橢圓形或不規(guī)則形,有時(shí)多個(gè)氣孔組成一個(gè)氣團(tuán),皮下一般呈梨形。嗆孔形狀不規(guī)則,且表面粗糙,氣窩是鑄件表面凹進(jìn)去一塊,表面較。明孔外觀檢查就能發(fā)現(xiàn),皮下氣孔經(jīng)機(jī)械加工后才能發(fā)現(xiàn)??梢詭椭?yàn)船師在檢驗(yàn)中關(guān)注產(chǎn)品易出現(xiàn)的問(wèn)題,更好地把控產(chǎn)品,以32.5萬(wàn)噸礦砂船的掛舵臂鑄鋼件為例,其生產(chǎn)工序繁多,主要分為鋼水冶煉和鑄造兩大步驟。鋼水冶煉工藝主要有長(zhǎng)流程工藝和短流程工藝,其中長(zhǎng)流程工藝以鐵礦石,焦炭等為原料,采用燒結(jié)爐,高爐和轉(zhuǎn)爐等設(shè)備進(jìn)行煉鋼,短流程工藝以廢鋼為主要原料,利用電爐設(shè)備進(jìn)行煉鋼,目前,船級(jí)社(CCS)認(rèn)可的國(guó)內(nèi)各大型鑄造企業(yè)鋼水冶煉工藝以短流程工藝為主(電弧爐(EAF)+鋼包精煉(LF)處理)。本文所列掛舵臂鑄鋼件的鋼水也采用短流程工藝冶煉,工藝步驟如圖1所示,圖1掛舵臂冶煉工藝流程圖鑄造則為水玻璃砂型鑄造,鋼水溫度高砂型受熱大發(fā)氣量會(huì)增大,鋼水溫度高吸氣量會(huì)增。
工藝設(shè)計(jì)也是一個(gè)很重要的環(huán)節(jié),內(nèi)澆口位置的確定對(duì)鋼水進(jìn)入型腔是否平穩(wěn)有著很大的影響,設(shè)置不當(dāng)會(huì)造成鋼水紊流容易把氣體卷入造成內(nèi)部的氣孔,使其產(chǎn)生塑性變形以具有一定機(jī)械性能,一定形狀和尺寸鍛件的加工。鍛壓(鍛造與沖壓)的兩大組成部分之一,通過(guò)鍛造能金屬在冶煉中產(chǎn)生的鑄態(tài)疏松等缺陷,微觀組織結(jié)構(gòu),同時(shí)由于保存了完整的金屬流線,鍛件的機(jī)械性能一般優(yōu)于同樣材料的鑄件,相關(guān)機(jī)械中負(fù)載高,工作條件嚴(yán)峻的重要零件。除形狀較簡(jiǎn)單的可用軋制的板材,型材或焊接件外,多采用鍛件,軋制又稱壓延,指的是將金屬錠通過(guò)一對(duì)滾輪來(lái)為之賦形的,如果壓延時(shí),金屬的溫度超過(guò)其再結(jié)晶溫度,那么這個(gè)被稱為[熱軋。形成原因:1、模具預(yù)熱溫度太低,金屬經(jīng)過(guò)澆注時(shí)冷卻太快。2、模具排氣設(shè)計(jì)不良,氣體不能通暢。3、涂料不好,本身排氣性不佳,甚至本身?yè)]發(fā)或分解出氣體。4、模具型腔表面有孔洞、凹坑,金屬注入后孔洞、凹坑處氣體迅速壓縮金屬,形成嗆孔。ZG30Ni35Cr15鍋爐鑄件5、模具型腔表面銹蝕,且未清理干凈。6、原材料(砂芯)存放不當(dāng),使用前未經(jīng)預(yù)熱。7、脫氧劑不佳,或用量不夠或操作不當(dāng)?shù)取?/p>
結(jié)疤的能力。澆冒口,鑄造工藝?yán)钐?,夾渣夾砂部位,有氣割和碳弧氣刨痕跡處,焊補(bǔ)修復(fù)處,使用中有可能承受高應(yīng)力部位,圖4表面冷裂紋圖5表面熱裂紋裂紋分為熱裂紋和冷裂。熱裂紋多呈不規(guī)則曲線,裂縫內(nèi)表面比較粗糙且呈氧化鐵黑褐色無(wú)金屬光澤。防止:1、模具要充分預(yù)熱,涂料(石墨)的粒度不宜太細(xì),透氣性要好。2、使用傾斜澆注澆注。3、原材料應(yīng)存通風(fēng)干燥處,使用時(shí)要預(yù)熱。5、澆注溫度不宜過(guò)高。
四川省ZG30Ni35Cr15鍋爐鑄件特征:縮孔是鑄件表面或內(nèi)部存在的一種表面粗糙的孔,輕微縮孔是許多分散的小縮孔,即縮松,縮孔或縮松處晶粒。常發(fā)生在鑄件內(nèi)澆道附近、冒口、厚大部位,壁的厚薄轉(zhuǎn)接處及具有大平面的厚薄處。生產(chǎn)效率,應(yīng)用:用連續(xù)鑄造法可以澆注鋼。銅合金,鋁合金,鎂合金等斷面形狀不變的長(zhǎng)鑄件,壓鑄(壓鑄是一種壓力鑄造的簡(jiǎn)稱)是一種金屬鑄造工藝,其特點(diǎn)是利用模具腔對(duì)融化的金屬施加高壓,模具通常是用強(qiáng)度更高的合金加工而成的,這個(gè)有些類似注塑成型。砂型鑄造就是用砂子制造鑄模,俗稱翻砂,砂型鑄造需要在砂子中放入成品零件模型或木制模型(模樣),然后在模樣填滿砂子,開(kāi)箱取出模樣以后砂子形成鑄模,為了在澆鑄金屬之前取出模型,鑄模應(yīng)做成兩個(gè)或更多個(gè)部分;在鑄模制作中。必須留出向鑄模內(nèi)澆鑄金屬的孔和排氣孔,合成澆注,鑄模澆注金屬以后保持適當(dāng)時(shí)間,一直到金屬凝固,取出零件后,鑄模被毀,因此必須為每個(gè)鑄造件制作新。
ZG30Ni35Cr15鍋爐鑄件形成原因:1、模具工作溫度控制未達(dá)到定向凝固要求。2、涂料選擇不當(dāng),不同部位涂料層厚度控制不好。3、鑄件在模具中的位置設(shè)計(jì)不當(dāng)。4、澆冒口設(shè)計(jì)未能達(dá)到起充分補(bǔ)縮的作用。5、澆注溫度過(guò)低或過(guò)高。
使鑄件產(chǎn)生氣孔,粘砂和夾砂等缺陷,因此,對(duì)鑄鋼件濕型砂的要求比鑄鐵件高,鑄鋼件濕型砂的含水量應(yīng)嚴(yán)格控制,一般為4¥--5%,面砂的透氣性應(yīng)大于100,背砂的透氣性應(yīng)在200以上,濕壓強(qiáng)度應(yīng)大于55千帕。:1、磨具溫度。2、涂料層厚度,涂料噴灑要均勻,涂料脫落而補(bǔ)涂時(shí)不可形成局部涂料堆積現(xiàn)象。3、對(duì)模具進(jìn)行局部加熱或用絕熱材料局部保溫。4、熱節(jié)處鑲銅塊,對(duì)局部進(jìn)行激冷。5、模具上設(shè)計(jì)散熱片,或通過(guò)水等加速局部地區(qū)冷卻速度,或在模具外,噴霧。6、用可拆缷激冷塊,輪流安型,避免連續(xù)生產(chǎn)時(shí)激冷塊本身冷卻不充分。7、模具冒口上設(shè)計(jì)加壓裝置。8、澆注設(shè)計(jì)要準(zhǔn)確,選擇適宜的澆注溫度。
加工余量大,鑄件易產(chǎn)生比重偏析,應(yīng)用:離心鑄造早用于生產(chǎn)鑄管,在冶金,礦山,交通,排灌機(jī)械,,汽車等行業(yè)中均采用離心鑄造工藝,來(lái)生產(chǎn)鋼,鐵及非鐵碳合金鑄件,其中尤以離心鑄鐵管,內(nèi)燃機(jī)缸套和軸套等鑄件的生產(chǎn)為普遍。特征:渣孔是鑄件上的明孔或暗孔,孔中全部或局部被熔渣所填塞,外形不規(guī)則,小點(diǎn)狀熔劑夾渣不易發(fā)現(xiàn),將渣去除后,呈現(xiàn)光滑的孔,一般分布在澆注位置下部,內(nèi)澆道附近或鑄件死角處,氧化物夾渣多以網(wǎng)狀分布在內(nèi)澆道附近的鑄件表面,有時(shí)呈薄片狀,或帶有皺紋的不規(guī)則云彩狀,或形成片狀?yuàn)A層,或以團(tuán)絮狀存在鑄件內(nèi)部,折斷時(shí)往往從夾層處斷裂,氧化物在其中,是鑄件形成裂紋的根源之一。
鑄件后鑄型即損壞,必須重新造型,所以砂型鑄造的生產(chǎn)效率較低;鑄型的剛度不高,鑄件的尺寸精度較差;鑄件易于產(chǎn)生沖砂、夾砂、氣孔等缺陷。2.熔模鑄造用蠟料做模樣時(shí),熔模鑄造又稱"失蠟鑄造"。熔模鑄造通常是指在易熔材料制成模樣,在模樣表面若干層耐火材料制成型殼,再將模樣熔化型殼,從而無(wú)分型面的鑄型,經(jīng)高溫焙燒后即可填砂澆注的鑄造方案。由于模樣廣泛采用蠟質(zhì)材料來(lái)制造,故常將熔模鑄造稱為“失蠟鑄造"??捎萌勰hT造法生產(chǎn)的合金種類有碳素鋼、合金鋼、耐熱合金、不銹鋼、精金、永磁合金、軸承合金、銅合金、鋁合金、鈦合金和球墨鑄鐵等。熔模鑄造工藝優(yōu)點(diǎn):尺寸精度較高。一般可達(dá)CT4-6(砂型鑄造為CT10~1。形成原因:渣孔主要是由于合金熔煉工藝及澆注工藝造成的(包括澆注的設(shè)計(jì)不正確),模具本身不會(huì)引起渣孔,而且金屬模具是避免渣孔的有效之一。
:1、澆注設(shè)置正確或使用鑄造纖維過(guò)濾網(wǎng)。2、采用傾斜澆注。3、選擇熔劑,嚴(yán)格控制品質(zhì)。
形成原因?yàn)樵谀讨欣鋮s不均勻,局部應(yīng)力集中,超過(guò)金屬的彈性極限。圖6型芯撐未熔合產(chǎn)生的裂紋圖7夾渣圖8縮松夾渣的產(chǎn)生原因?yàn)殍T件凝固中鋼水中的非金屬夾雜物上浮至鑄件上表面所致,縮松是后凝固部分的殘留金屬由于溫度梯度小而同時(shí)凝固。特征:裂紋的外觀是直線或不規(guī)則的曲線,熱裂紋斷口表面被強(qiáng)烈氧化呈暗灰色或黑色,無(wú)金屬光澤,冷裂紋斷口表面清潔,有金屬光澤。一般鑄件的外裂直接可以看見(jiàn),而內(nèi)裂則需借助其他才可以看到。裂紋常常與縮松、夾渣等缺陷有,多發(fā)生在鑄件尖角內(nèi)側(cè),厚薄斷面交接處,澆冒口與鑄件連接的熱節(jié)區(qū)。
形成原因:金屬模鑄造容易產(chǎn)生裂紋缺陷,因?yàn)榻饘倌1旧頉](méi)有退讓性,冷卻速度快,容易造成鑄件內(nèi)應(yīng)力增大,開(kāi)型過(guò)早或過(guò)晚,澆注角度過(guò)小或過(guò)大,涂料層太薄等都易造成鑄件開(kāi)裂,模具型腔本身有裂紋時(shí)也容易裂紋。這也給掛舵臂鑄鋼件制造中的控制,缺陷檢測(cè)和修復(fù)提出了更高的要求,◆大型鑄鋼件工藝及常見(jiàn)缺陷分析進(jìn)行掛舵臂鑄鋼件產(chǎn)品檢驗(yàn)時(shí)。無(wú)砂芯,了加工時(shí)間,無(wú)分型面,設(shè)計(jì)靈活,度高,清潔生產(chǎn),無(wú)污染,和生產(chǎn)成本,應(yīng)用:適合成產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的各種大小較精密鑄件,合金種類不限,生產(chǎn)批量不限,如灰鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)箱體,高錳鋼彎管等,(10)連續(xù)鑄造(continualcasting)連續(xù)鑄造:是一種*的鑄造。其原理是將熔融的金屬,不斷澆入一種叫做結(jié)晶器的特殊金屬型中,凝固(結(jié)殼)了的鑄件,連續(xù)不斷地從結(jié)晶器的另一端拉出,它可任意長(zhǎng)或特定的長(zhǎng)度的鑄件,由于金屬被迅速冷卻,結(jié)晶致密,組織均勻,機(jī)械性能,節(jié)約金。
而應(yīng)采用雙晶直或斜。相控陣超聲檢測(cè)技術(shù)(PAUT)的使用PAUT技術(shù)也被用于32.5萬(wàn)噸礦砂船掛舵臂鑄鋼件的超聲波探傷中,PAUT是一種依據(jù)設(shè)定的聚焦法則對(duì)陣列各個(gè)單元在發(fā)射或接收聲波時(shí)施加不同的時(shí)間(或電壓),通過(guò)波束形成實(shí)現(xiàn)檢測(cè)聲束的。偏轉(zhuǎn)和聚焦等功能的超聲檢測(cè)成像技術(shù),通過(guò)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn),PAUT技術(shù)可有效檢測(cè)出鑄鋼件軸孔位置所關(guān)注區(qū)域的內(nèi)部缺陷,與的A脈沖超聲波檢測(cè)技術(shù)結(jié)果基本一致,的A脈沖超聲波檢測(cè)技術(shù)無(wú)法直接快速判斷缺陷的形狀。需要與試塊進(jìn)行對(duì)比,且探傷結(jié)果無(wú)法數(shù)字化儲(chǔ)存,使用PAUT技術(shù)C掃描成像的缺陷檢測(cè),可以更加準(zhǔn)確的判斷缺陷的形狀,鑄件結(jié)構(gòu)方面鑄件的形狀與尺。:1、應(yīng)注意鑄件結(jié)構(gòu)工藝性,使鑄件壁厚不均勻的部位均勻過(guò)渡,采用的圓角尺寸。2、涂料厚度,盡可能使鑄件各部分達(dá)到所要求的冷卻速度,避免形成太大的內(nèi)應(yīng)力。3、應(yīng)注意金屬模具的工作溫度,模具斜度,以及適時(shí)抽芯開(kāi)裂,取出鑄件緩冷。
鑄造的定義:是將金屬澆鑄到與零件形狀相適應(yīng)的鑄造空腔中,待其冷卻凝固后,具有一定形狀、尺寸和性能金屬零件毛坯的成型。常見(jiàn)的鑄造有砂型鑄造和精密鑄造,詳細(xì)的分類如下表所示。砂型鑄造:砂型鑄造——在砂型中生產(chǎn)鑄件的鑄造。特征:冷隔是一種透縫或有圓邊緣的表面夾縫,中間被氧化皮隔開(kāi),不*融為一體,冷隔嚴(yán)重時(shí)就成了“欠鑄"。冷隔常出現(xiàn)在鑄件頂部壁上,薄的水平面或垂直面,厚薄壁連接處或在薄的助板上。
晶粒之間和枝晶之間形成的通道使外部金屬很難通過(guò),而無(wú)法給予補(bǔ)縮的結(jié)果,圖9夾砂/砂眼圖10氣孔夾砂/砂眼:型腔未清理干凈或者造型緊實(shí)度不夠,澆注中鋼水沖刷型腔所致,氣孔:型腔/型芯產(chǎn)生的氣體或鋼水中的氣體沒(méi)有在鑄件凝固前去所致。形成原因:1、金屬模具排氣設(shè)計(jì)不合理。2、工作溫度太低。3、涂料品質(zhì)不好(人為、材料)。4、澆道開(kāi)設(shè)的位置不當(dāng)。5、澆注速度太慢等。含硫量過(guò)高;澆注溫度過(guò)高;冒口頸過(guò)大、過(guò)短,造成局部過(guò)熱嚴(yán)重,或重口太小,補(bǔ)縮不好;鑄件在清理、運(yùn)輸中,受沖擊過(guò)大。防止:控制鐵水化學(xué)成分在規(guī)定的范圍內(nèi);澆注溫度;合理設(shè)計(jì)冒口;鑄件在清理、運(yùn)輸中避免沖擊。12.氣孔氣孔的孔壁光滑明亮,形狀有圓形、梨形和針狀,孔的尺寸有大有小,產(chǎn)生在鑄件表面或內(nèi)部。鑄件內(nèi)部的氣孔在敲碎后或機(jī)械加工時(shí)才能被發(fā)現(xiàn)。產(chǎn)生原因:小爐料、銹蝕嚴(yán)重或帶有油污,使鐵水含氣量太多、氧化嚴(yán)重;出鐵孔、出鐵槽、爐襯、澆包襯未洪干;澆注溫度較低,使氣體來(lái)不及上浮和逸出;爐料中含鋁量較高,易造成孔;砂型透氣性不好、型砂水分高、含煤粉或有機(jī)物較多,使?jié)沧r(shí)產(chǎn)生大量氣體且不易排。
:1、正確設(shè)計(jì)澆道和排氣。2、大面積薄壁鑄件,涂料不要太薄,適當(dāng)加厚涂料層有利于成型。3、適當(dāng)模具工作溫度。4、采用傾斜澆注。5、采用機(jī)械震動(dòng)金屬模澆注。
四川省ZG30Ni35Cr15鍋爐鑄件特征:在鑄件表面或內(nèi)部形成相對(duì)規(guī)則的孔洞,其形狀與砂粒的外形一致,剛出模時(shí)可見(jiàn)鑄件表面鑲嵌的砂粒,可從中掏出砂粒,多個(gè)砂眼同時(shí)存在時(shí),鑄件表面呈桔子皮狀。
有各自的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì),其生產(chǎn)優(yōu)缺點(diǎn)比較見(jiàn)表在我國(guó),水玻璃砂工藝是生產(chǎn)鑄鋼件的主要型砂工藝種類,水玻璃砂具有明顯的優(yōu)勢(shì),故可適用于各種不同鑄型(如金屬型,砂型等),鑄造各種合金及各種大小的鑄件,采用底注式充型。金屬液充型平穩(wěn),無(wú)現(xiàn)象,可避免卷入氣體及對(duì)型壁和型芯的沖刷,了鑄件的合格率,鑄件在壓力下結(jié)晶,鑄件組織致密,輪廓清晰,表面光潔,力學(xué)性能較高,對(duì)于大薄壁件的鑄造尤為有利,省去補(bǔ)縮冒口,金屬利用率到90-98%,勞動(dòng)強(qiáng)度低。勞動(dòng)條件好,設(shè)備簡(jiǎn)易,易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化,應(yīng)用:以產(chǎn)品為主(氣缸頭,輪轂,氣缸架等),(5)離心鑄造(centrifugalcasting)離心鑄造:是將金屬液澆入的鑄型。形成原因:由于砂芯表面掉下的砂粒被銅液包裹存在與鑄件表面而形成孔洞。1、砂芯表面強(qiáng)度不好,燒焦或沒(méi)有*固化。2、砂芯的尺寸與外模不符,合模時(shí)壓碎砂芯。3、模具蘸了有砂子污染的石墨水。4、澆包與澆道處砂芯相掉下的砂隨銅水沖進(jìn)型腔。
:1、砂芯制作時(shí)嚴(yán)格按工藝生產(chǎn),檢查品質(zhì)。2、砂芯與外模的尺寸相符。3、是墨水要及時(shí)清理。4、避免澆包與砂芯。5、下砂芯時(shí)要吹干凈模具型腔里的砂子。含氫量過(guò)高;爐料中帶入的鉻等白口形成元素過(guò)多;元素偏析嚴(yán)重;防止:控制化學(xué)成分、碳、硅含量不宜過(guò)高;爐襯、包襯要烘干;型砂水分不宜過(guò)高;加強(qiáng)爐料,帶入白口化元素。圖15坡口檢查焊接前預(yù)熱規(guī)范要求碳鋼和碳錳鋼鑄鋼件應(yīng)根據(jù)其化學(xué)成分,缺陷的大小和位置進(jìn)行預(yù)熱,如果擬補(bǔ)焊的是重大缺陷,則在補(bǔ)焊前,鑄鋼件應(yīng)進(jìn)行細(xì)化晶粒處理,本次焊補(bǔ)屬于重大缺陷焊補(bǔ),焊補(bǔ)前對(duì)缺陷部位進(jìn)行局部火焰預(yù)熱4h后。在坡口附近70mm范圍內(nèi)測(cè)溫,150-200℃開(kāi)始焊接,焊材規(guī)格鑄鋼件缺陷的焊補(bǔ)應(yīng)采用經(jīng)認(rèn)可的低氫型焊接材料,其焊縫的熔敷金屬應(yīng)具有不低于鑄鋼件母材規(guī)定的力學(xué)性能,在實(shí)際操作時(shí),應(yīng)按照焊接工藝評(píng)定WPS進(jìn)行選。