铸造工艺培训要点

铸造工艺培训要点一、集团公司铸造能力（重量、尺寸、常用材料）二、铸造的工艺过程三、铸造工艺所采用的标准四、铸件的超声波探伤标准及要求五、铸件的性能取样六、铸钢件的结构工艺性及设计中容易出现的问题一、集团公司铸造能力（重量、尺寸、常用材料）1.冶炼设备：铸锻公司目前有15T电炉一台、25TVOD真空精炼炉一台、30T电炉一台、40TLF钢包精炼炉、40T精炼保温工位各一台。2.出钢量：15吨电炉三炉：25*3=75T;30吨电炉三炉:45*3=135T共210吨，经过特殊组织（从长锋最多过四包40吨），太重最多一次出钢水量250吨。3.截至目前，我厂生产的重量最大的铸件为110MN铝材挤压机的前梁。毛重187吨，液重282；其浇注方案为首浇250吨。过3~4小时补浇冒口的实现的。但这种方案得根据铸件的结构来确定，前梁热节集中采用一个大冒口补缩可以实现。但后梁热节分散，需用小冒口分散补缩，因此不能用补浇冒口的方式实现，必须一次浇满。因此可以生产的铸件重量不能一概而论。4.我厂生产的轮廓尺寸最大的铸件为二重的船型板长度为12.5m,高度3.5m,宽度6m5.铸件常用材料：在满足强度的情况下尽量选用含碳量低的焊接性能好的钢种，如碳钢选用ZG270-500、ZG230-450、ZG20Mn、GS20Mn5,在材料的选用上还要考虑生产组织能配炉，合金钢选用ZG35CrMo,含碳量在≥0.4%以上及含镍高及含V的合金钢裂纹倾向严重，典型的如ZG35Mn(ZG35SiMn),100MN压机前梁、后梁由于含Si量高，导致铸造性能特差，裂纹倾向严重，可焊性差建议。二、铸造的工艺过程技术准备工艺编制——制模——混砂——造型、制芯——下芯——合箱——压箱——浇注——保温——落砂——划线——缺陷修复—热处理（退火、正火+回火）——超探、磁探——交检——机加工三、铸造工艺所采用的标准1、铸件通用技术条件：JB/T5000.6—1998、JB/T5000.6—2007、GB11352—89、DIN1690—1、DIN1559-1、EN1559-2、SN200；2、铸件毛坯尺寸公差标准：GB6414-1999《铸件尺寸公差及机械加工余量标准》其选用原则根据铸件最大尺寸优先选用黑框如CT13级；ENISO8062尺寸公差标准3、材料标准前面提到的通用技术条件中包含有材料化学成分、机械性能。实际生产中我们还要用到一些专用的材料标准，如TZL901.1-901.30-2002太重自制金属材料标准GB/T11352-1989一般工程用碳素结构钢标准GB/T14408-1993一般工程与结构钢用低合金钢铸钢标准JB/T6402-1992大型铸件用低合金铸钢标准DIN1681-1985一般工程用非合金铸钢DIN17182-1992标准焊接结构用低合金铸钢四、铸件的超声波探伤标准及要求超声波、磁粉探伤标准：JB/T5000.14—2007、GB/T7233—87、DIN1690-2、SEP1922、SN320、GB9444-88为磁粉探伤标准。铸件的超声波探伤标准中规定了起始探伤灵敏度（铸件φ3、φ6）要求、探伤等级的判定由缺陷当量、面积及底波降低量决定。五、铸件的性能取样一般大型铸钢件的性能都在铸件本体上取样，常规的本体试料规格为220×70×35/45，附铸位置在铸件的侧面具有代表性的区域。特殊情况下，可以做一些特殊规格的试验料，如100*100*250、实体厚大件上可以做150*150*300；有的标准上有明确规定的按标准执行。六、铸钢件的结构工艺性及设计中容易出现的问题铸件的工艺结构，对铸件的质量和铸造生产的过程有很大的影响。钢水有流动性差、熔化时吸气多、浇注温度高、在铸型中凝固冷却时的线收缩和体收缩大等特点，浇铸钢件时就容易产生浇不足、缩孔、裂纹、变形、粘砂和气孔等缺陷。铸件结构设计不合理，不但增加铸造的困难，提高铸件成本，甚至会导致铸件报废。所谓工艺性好的铸件结构，主要应满足两方面的要求，一方面铸件结构应尽可能简化，方便铸件造型和清理的工艺过程，另一方面在钢水充填铸型及其随后的凝固冷却过程中，要尽量减少在铸件上出现各种缺陷的可能性。因此：（1）为使造型（芯）容易，铸件的外形和内腔要尽可能由平直面构成，减少突出部分，相邻的凸台要合并，避免在铸件上出现尺寸窄小的内腔和尖角区。简单的铸件外形，还要考虑使铸件在凝固冷却收缩时少受阻碍，以减少产生裂纹变形的可能性。（2）壁上和筋上要适当开孔。对于具有封闭形状的铸件来说，为便于清理和防止裂纹发生，开孔的数量和大小要足够。箱型封闭结构的断面要尽量改成开放性，如“I”形和“”形。（3）为使钢水能很好的充填铸型，铸型壁应有一定的厚度，以免出现浇不足、冷隔等缺陷。（4）为使铸件避免缩孔、缩松的缺陷，铸件结构要具有同时凝固或顺序凝固的条件，尽量减少热节的尺寸和数目。铸件上需要放置冒口的部位应尽量是平面，必要时应设计出冒口台，以便于切割冒口。（5）为防止在铸件壁的交接处和不同厚度壁的过渡处产生裂纹或粘砂，铸件壁厚应力求均匀，壁的交接处应做出圆角。厚薄相差大的连接部分，应使壁厚逐步过渡。铸件的结构工艺性铸件的工艺结构，对铸件的质量和铸造生产的过程有很大的影响。钢水有流动性差、融化时吸气多、浇注温度高、在铸型中凝固冷却时的线收缩和体收缩大等特点。浇注钢件时就容易产生浇不足、缩孔、裂纹、变形、粘砂和气孔等缺陷。铸件结构设计不合理，不但增加铸造的困难，提高铸件成本，甚至会导致铸件报废。所谓工艺性好的铸件结构，主要应满足两方面的要求：一方面铸件结构应尽可能简化，方便铸件造型和清理的工艺过程，另一方面在钢水充填铸型及其随后的凝固冷却过程中，要尽量减少在铸件上出现各种缺陷的可能性。因此：（1）为使造型（芯）容易，铸件的外形和内腔要尽可能由平直面构成，减少突出部分，相邻的凸台要合并，避免在铸件上出现窄小的内腔和尖角区。简单的铸件外形，还要考虑使铸件在凝固冷却收缩时少受阻碍，以减少产生裂纹变形的可能性。（2）壁上和筋上要适当开孔。对具有封闭形状的铸件来说，为便于清理和防止裂纹，开孔的数量和大小要足够。箱形封闭结构的断面要尽量改成开放型，如“I”形和“］”形。（3）为使钢水能很好的填充铸型，铸件壁应有一定的厚度，以免出现浇不足、冷隔等缺陷。（4）为使铸件避免缩孔缩松的缺陷，铸件结构要具有同时凝固或顺序凝固的条件，尽量减少热节的尺寸和数量。铸件上需要放置冒口的部位应尽量是平面，必要时应设计出冒口台，以便于切割冒口。在不加工的铸件表面设计冒口时，如果冒口余根影响铸件的外观或装配时，可在图纸的技术条件中写上“修整到与基面齐平”的字样。（5）为防止在铸件壁的交接处和不同厚度壁的过度处产生裂纹或严重粘砂，铸件壁厚应力求平均，壁的交接处应做出圆角。厚薄相差大的连接部分，应使壁厚逐步过度。•铸钢件的最小壁厚和合理最小壁厚铸件的最小壁厚是指一定轮廓尺寸的铸件，经过采取各种工艺措施（如提高模型和其他工艺设备的精度及表面光洁度；仔细操作；采用分散的内浇口和提高浇注速度；控制适宜的浇注温度等），所能浇注成合格铸件的大多数壁厚。生产过程中所能获得的碳素钢铸件的最小壁厚可参见表2-1。但是表2-1中所列的铸钢件最小壁厚值，在一般情况下不宜为大型铸钢件设计时使用。因为大型铸钢件模型的尺寸精度和表面光洁度较低，工艺装备比较粗糙，钢水浇注温度一般难以控制。这给生产薄壁铸件生产带来一定困难。所以只在特殊情况下（如对产品重量有限制等）才允许选用表2-1的最小壁厚数值。在一般情况下，大型铸钢件合理最小壁厚的数值可参见表2-2.表2-1铸钢件最小壁厚（单位：毫米）铸件长度最小壁厚≤2005201~4006~8401~8009~10801~160011~151601~315015~203151~460025~304601～630035~40表2-2大型铸钢件合理最小壁厚(单位：毫米)铸件的次大合理最小壁厚轮廓尺寸铸件的最大轮廓尺寸≤350351~700701~15001501~35003501~55005501~70007000≤35010------------------------351~70010~1515~20--------------------701~150015~2020~2525~30----------------1501~350020~2525~3030~3535~40------------3501~550025~3030~3535~4040~4545~50--------5501~7000----35~4040~4545~5050~5555~60----7000--------＞50＞55＞60＞65＞70注：形状复杂容易变形的铸件，其合理最小壁厚值可按表适当增加；对不重要的形状简单的铸件，其合理最小壁厚值可按表适当减小二、铸件壁的连接过渡设计铸钢件时，要注意壁的连接问题。在壁的连接处形成拐角（如图2-1所示），拐角的砂型由于散热条件不好，很容易粘在铸件上形成粘砂。此外，凝固时铸件的收缩受到阻碍，在铸件壁的连接尖角处（如图2-1中b所示）会产生应力集中，甚至在该处产生裂纹；在尖角处的型砂（如图2-1中a所示）也可能在钢水填充铸型的过程中被冲坏，使铸件产生砂眼。因此，在设计铸钢件结构时应尽可能使铸件壁厚均匀，两连接壁的壁厚之比不应超过一比三（包括壁的加工余量），如果超过一比一点五，两壁之间就应做出壁厚的过渡区。图2-1连接壁的拐角a-砂型b-尖角图2-1连接壁的拐角a-砂型b-尖角此外，设计时应尽量避免使铸件的连接壁之间呈锐角形状，当连接壁之间的夹角小于七十五度时，为避免该处形成尖角砂，在壁的交接处也要做出过渡区。铸钢件壁的连接形式及过渡区的尺寸可参见表2-3。表2-3壁的连接形式及过渡区尺寸壁的连接形状过渡区尺寸当T≤1.5t时R=（T+t）/2当1.5tT≤3t时L≥4（T-t）R=（T+t）/2当T≤1.5t时R1=（T+t）/4R2=R1+T当1.5tT≤3t时K=3T/4-tL≥4KR1=（T+t）/4R2=R1+T表2-4齿轮的壁厚差壁厚差对ZG35齿轮的要求T1≤3tT2≤4tt=r≥15c=td≥t对ZG45和合金钢的要求T1≤2tT2≤3tt=r≥25c=td≥t齿轮形状注：（1）辐板厚度不均时最薄处取t值。（2）T1和T2值中不包括机械加工余量和工艺补正量。（3）直径不超过一千五百毫米的齿轮应尽量避免采用单斜辐板结构。（4）当双辐板齿轮（b）不超过一百三十毫米时，应尽量采用单辐板结构。三、铸造圆角防止铸件壁的连接尖角处产生裂纹、粘砂等缺陷的主要措施之一，就是把尖角改成圆角（通称为制造圆角）。铸造圆角的大小根据连接壁的厚度、连接形式及铸件的材质来确定。如果铸造圆角半径太小，则不足以防止裂纹、粘砂；如果圆角半径太大，又会使该处形成较大的热节，引起缩孔和缩松。铸造圆角半径的选取ZG25、ZG35铸件的铸造圆角半径可按表2-5选取；ZG45和合金钢铸件的铸造圆角可按表2-5中所给数据相应增大百分之二十五。注：（1）辐板厚度不均时最薄处取t值。（2）T1和T2值中不包括机械加工余量和工艺补正量。（3）直径不超过一千五百毫米的齿轮应尽量避免采用单斜辐板结构。（4）当双辐板齿轮（b）不超过一百三十毫米时，应尽量采用单辐板结构。三、铸造圆角防止铸件壁的连接尖角处产生裂纹、粘砂等缺陷的主要措施之一，就是把尖角改成圆角（通称为制造圆角）。铸造圆角的大小根据连接壁的厚度、连接形式及铸件的材质来确定。如果铸造圆角半径太小，则不足以防止裂纹、粘砂；如果圆角半径太大，又会使该处形成较大的热节，引起缩孔和缩松。1.铸造圆角半径的选取ZG25、ZG35铸件的铸造圆角半径可按表2-5选取；ZG45和合金钢铸件的铸造圆角可按表2-5中所给数据相应增大百分之二十五。α连接壁夹角铸造圆角α=90°r=（T+t）/4R=rα=90