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        重型車(chē)床鎖緊塊鑄造工藝改進(jìn)

        2022-06-21 02:59:44劉智峰
        金屬加工(熱加工) 2022年4期
        關(guān)鍵詞:灰鑄鐵縮孔筋板

        劉智峰

        天水星火機(jī)床有限責(zé)任公司 甘肅天水 741024

        1 序言

        目前,我公司生產(chǎn)的重型車(chē)床鎖緊塊出品率低,成本較高,現(xiàn)場(chǎng)操作工藝復(fù)雜,并且有縮孔、縮松缺陷,基于這種情況,需進(jìn)行工藝改進(jìn)。

        鎖緊塊屬于厚壁鑄件,壁厚2 6 0 m m,材 質(zhì)H T 2 5 0 , 毛 坯 重4 4 0 k g , 輪 廓 尺 寸φ260mm×1100mm。鑄件不得有縮松、縮孔、夾雜及氣孔等鑄造缺陷。

        2 原工藝存在的問(wèn)題

        2.1 造型操作工藝

        原工藝(見(jiàn)圖1),從一端分型,鑄件全放在下箱,為保證重力補(bǔ)縮優(yōu)勢(shì),需要較大的重力壓頭,因此上箱高度不能低于300mm。造型合箱后砂箱高度1700mm以上,使用兩箱造型時(shí),涂料涂刷不便,且涂刷后燃燒不充分,產(chǎn)生表面粘砂而影響鑄件質(zhì)量。若采用三箱造型,則現(xiàn)場(chǎng)操作工藝復(fù)雜,砂鐵比較高,型砂使用多,造型成本增加。

        圖1 原鑄造工藝

        2.2 凝固方式

        原工藝根據(jù)順序凝固原理,采用自下而上順序凝固,鑄件靠重力補(bǔ)縮,由于灰鑄鐵結(jié)晶溫度范圍較寬,再加之上砂型和出氣孔的冷卻,鑄件上部一段外殼結(jié)殼較快,不能滿足自下而上順序凝固的要求,在鑄件頂面向下150~200mm易出現(xiàn)縮松或縮孔缺陷,嚴(yán)重時(shí)可使鑄件報(bào)廢,灰鑄鐵由其自身特性決定,不易實(shí)現(xiàn)順序凝固[1]。

        2.3 澆注系統(tǒng)和冒口

        從鑄件質(zhì)量出發(fā),總結(jié)原工藝生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),在頂端加高200mm做為聯(lián)體補(bǔ)縮冒口,使鑄造缺陷上移,使其在加工過(guò)程中被去除,這樣基本滿足鑄件質(zhì)量要求。原來(lái)采用澆注系統(tǒng)補(bǔ)縮,為方便補(bǔ)縮,內(nèi)澆道截面使用高梯形,但內(nèi)澆道在液態(tài)凝固后期不能及時(shí)封閉,不能更好地應(yīng)用石墨化膨脹對(duì)后續(xù)凝固收縮進(jìn)行補(bǔ)縮,因此鑄件在凝固晚的部位易出現(xiàn)縮松、縮孔缺陷。使用這種鑄件生產(chǎn)工藝,不但鑄件出品率較低,而且切除聯(lián)體補(bǔ)縮冒口時(shí)增加了加工成本,鑄件質(zhì)量也不能穩(wěn)定地滿足要求。

        3 工藝改進(jìn)措施

        3.1 造型操作工藝改進(jìn)

        如圖2所示,改變?cè)瓉?lái)的分型面,從φ260mm中心分型,上下對(duì)稱(chēng),大大降低了造型砂箱高度,兩箱造型綽綽有余,合箱后高度為500~600mm,涂料涂刷也很方便,簡(jiǎn)化了現(xiàn)場(chǎng)操作工藝,降低了砂鐵比,節(jié)約了造型成本。

        圖2 改進(jìn)后鑄造工藝

        3.2 凝固方式改進(jìn)

        根據(jù)灰鑄鐵的結(jié)晶范圍較寬和凝固過(guò)程的石墨化膨脹兩大特性,改變?cè)瓉?lái)的順序凝固方式,應(yīng)用內(nèi)澆道、出氣孔、冷筋板(見(jiàn)圖2)調(diào)節(jié)熱量分布狀態(tài),使其熱量平衡,達(dá)到同時(shí)凝固[1]。

        3.3 澆注系統(tǒng)和冒口改進(jìn)

        (1)澆注系統(tǒng)改進(jìn) 一箱四件,鐵液從一端進(jìn)入,過(guò)內(nèi)澆道放置小暗冒口,中間兩件用一道內(nèi)澆道,尺寸為(寬×高)80mm×15mm,兩端兩件使用兩道內(nèi)澆道,尺寸為(寬×高)40mm×15mm,每件熱量分布比較均勻,內(nèi)澆道截面采用扁平形,便于液態(tài)收縮后期及時(shí)封閉,最大化應(yīng)用石墨化膨脹特性。

        (2)冒口改進(jìn) 由鑄件模數(shù)=鑄件體積/鑄件表面積,計(jì)算得出此鑄件模數(shù)為5.8cm。匯總一段時(shí)間內(nèi)熔煉HT250化學(xué)成分分析,結(jié)果見(jiàn)表1。

        表1 HT250化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) (%)

        由表1化學(xué)成分可得出,HT250碳當(dāng)量為4.16%~4.23%,且每批次都進(jìn)行孕育處理。另外,在鑄件頂部中間放置一條400mm×30mm×(80~100)mm冷筋板,并在冷筋板中間設(shè)一個(gè)φ30mm的出氣孔,同時(shí)在尾端1/4處放置φ30mm出氣孔一個(gè)(見(jiàn)圖2),使用冷筋板和出氣孔調(diào)節(jié)溫度分布,均衡中間部位熱量,達(dá)到均衡凝固,再加上內(nèi)澆道的及時(shí)封閉,最大化地使用石墨化膨脹。根據(jù)以上條件,此鑄件可進(jìn)行無(wú)冒口鑄造[2]。鑄造省去了頂端聯(lián)體補(bǔ)縮冒口,既克服了鑄件縮松、縮孔缺陷,又提高了出品率,降低了加工生產(chǎn)成本。

        4 結(jié)束語(yǔ)

        通過(guò)工藝措施改進(jìn),鑄件達(dá)到無(wú)冒口鑄造,該產(chǎn)品及同類(lèi)產(chǎn)品質(zhì)量滿足了要求,出品率提高。與改進(jìn)前相比,不但保證了鑄件質(zhì)量,而且節(jié)約了生產(chǎn)成本,降低了工人的操作難度和勞動(dòng)強(qiáng)度,工藝也得到有效簡(jiǎn)化。

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