厚板工程機械手搖桿鑄造工藝

厚板工程機械手搖桿鑄造工藝

1zg42crmo結構動搖桿是厚板設計用于移動冷床上的重要因素。它對工作中的巨大影響。探測器需要超聲波和磁粉的檢測，質(zhì)量要求很高。鑄件最大輪廓尺寸為2748mm×850mm×750mm,鑄件壁厚變化較大,最大處壁厚為200mm,最小處壁厚為70mm,鑄件重量5024kg,形狀結構如圖1所示。鑄件材質(zhì)為ZG42CrMo,調(diào)質(zhì)處理,硬度200～250HB,屈服強度σs≥450MPa,抗拉強度σb≥830MPa,鑄件制造難度較高。由于鑄件壁厚變化較大,熱節(jié)較多,易產(chǎn)生裂紋,鑄件粘砂可能性也較大,表面質(zhì)量不好控制。且鑄件易產(chǎn)生變形缺陷。2雕塑工藝設計2.1設計工藝流程考慮鑄件的技術要求,確定遵循順序凝固的原則,結合我公司的生產(chǎn)經(jīng)驗,確定采用平澆方案、兩開箱造型。分型面選擇在中間圓柱的上平面,分型面以上為上箱部分,下部為下箱部分,模型結構及澆注位置如圖2所示。2.2工藝參數(shù)的確定(1)收縮尺子考慮該鑄件收縮受鑄型的機械阻礙影響較大,選擇模樣縮尺為1.8%。(2)內(nèi)孔加工余量對面精度的影響由于鑄件輪廓尺寸較大,為保證加工面精度,選擇上表面加工余量為18mm,下面和側面的加工余量為15mm,內(nèi)孔加工余量為12mm。(3)分類計數(shù)分型負數(shù)選擇3mm,設計在上箱。2.3澆注系統(tǒng)設計考慮到鑄件外型輪廓尺寸較大,鑄件質(zhì)量要求較高,為保證鋼液快速充滿型腔,減少鋼液對上箱的烘烤時間,避免出現(xiàn)夾砂缺陷,設計澆注系統(tǒng)為開放式底返澆注系統(tǒng),直澆道采用?100mm一個,橫澆道采用?80mm兩道從中間往兩邊分開,內(nèi)澆道采用?60mm四道,如圖3所示。2.4冒口設置方案由于鑄件局部熱節(jié)較多,為保證形成由鑄件向冒口的順序凝固,保證鑄件內(nèi)部組織致密,探傷合格,我們依據(jù)實踐經(jīng)驗,并結合CAE鑄造仿真凝固模擬,確定冒口設置方案如圖4所示。采用腰型260mm暗冒口3個,高650m;圓形?200mm暗冒口2個,高350mm;腰型240mm暗冒口2個。為防止鑄件變形,設計?40mm拉筋一條。3生產(chǎn)質(zhì)量控制3.1起模過程控制采用實樣木模制作,要保證整體強度和剛度,在吊運、起模過程中不得有任何變形,模樣要做出起模吊鼻,保證吊運起模安全。模樣要求表面光潔度達到1級,棱角分明。鑄造圓角要從外模及芯盒中做出來。3.2散砂管安裝在澆注系統(tǒng)內(nèi)造型時要注意上下箱多扎出氣眼,保證出氣暢通;澆注系統(tǒng)采用專用陶瓷耐火磚管,擺放澆口時要仔細,防止散砂進入澆注系統(tǒng)內(nèi),兩磚管的連接要緊密,防止連接錯位。芯頭下部要多扎出氣孔,防止?jié)沧r出氣不暢通導致鑄件產(chǎn)生氣孔缺陷。制芯時要注意保證芯骨強度,芯骨位置不能阻礙鑄件收縮,在芯子的圓角部位和中間軸孔芯子的外表面覆10～15mm厚鉻鐵礦砂,防止出現(xiàn)粘砂缺陷。3.3芯子及芯頭部位各出氣孔是否通暢下芯前先將砂型清理干凈,然后涂刷兩遍醇基鋯英粉涂料,充分烘干后,開始下芯子,注意檢查芯子和芯頭部位各出氣孔是否暢通。下好芯子后,按圖紙檢查砂型型腔是否符合圖紙尺寸要求,然后再將芯子上的吊鼻用水玻璃石英砂修補好,用CO2氣體吹干,刷兩遍醇基鋯英粉涂料,烘干后再將型腔內(nèi)散砂重新清理一遍。3.4確定砂型的操作要點合箱前要注意檢查芯頭、芯座出氣孔是否暢通,尺寸形狀是否符合圖紙,澆冒口系統(tǒng)和型腔內(nèi)是否干凈,芯頭、芯座間隙是否填嚴,防止鋼液鉆入或跑火。放箱的地面要平整并做好出氣通道。澆口杯一定要用直徑為?100mm的專用澆口杯,不許用砂質(zhì)澆口杯。合箱時將下好芯子的砂型再次檢查一遍,確認砂型無誤后再開始合箱操作,在下箱型腔周圍應放一圈泥漿,壓上軟紙后先進行驗箱檢查尺寸。砂型全部確認合格后再進行合箱。最后打好箱卡子,將箱縫用型砂塞緊,防止?jié)沧r跑火,然后放好外澆口準備澆注。3.5澆注溫度對鑄鋼件的影響鋼液的純凈度及澆注溫度直接影響鑄件的質(zhì)量。S、P等有害元素含量越高,裂紋傾向性越大,鋼中夾雜物與偏析越嚴重,越易造成應力集中。加強工序質(zhì)量控制,采用變質(zhì)處理及鋼包底吹氬技術嚴格控制鋼液質(zhì)量,減少鋼液中氣體及有害元素含量,控制澆注溫度和澆注速度,增加鋼液的補縮能力,保證鑄件組織致密。冶煉時成分按中限控制,爐前脫氧,在包內(nèi)采用稀土硅進行變質(zhì)處理,出鋼溫度控制在1590～1610℃。出鋼前要保證各元素含量在限定區(qū)間范圍內(nèi)。澆注溫度對鑄鋼件的質(zhì)量有較大的影響,若澆注溫度過高,鑄鋼件的收縮值增大,氣體含量增大,鋼液對鑄型的熱作用增強,使鑄鋼件容易產(chǎn)生縮孔、氣孔、變形、裂紋和粘砂等缺陷;當澆注溫度過低時,鋼液的流動性差,易使鑄件產(chǎn)生冷隔、澆不足、夾雜等缺陷。鑄鋼件的澆注溫度一般按其材質(zhì)的熔點加40～80℃?？刂圃?535～1550℃。澆注時及時引火,并采取防跑火措施。先慢澆,然后大流快澆,最后慢澆。澆滿后停3min充點冒口一次,然后再停5min充點冒口一次。采用底注式澆包(不許用新砌的鋼包),鋼包必須保持干燥,烘包溫度要保證在800℃以上,出鋼后鋼液在包內(nèi)鎮(zhèn)靜時間大于7min開始澆注。3.6易產(chǎn)生變形和開裂該鑄件屬于中大型合金鋼鑄件,且壁厚差別較大,生產(chǎn)時由于砂芯的阻礙而存在較大的應力,極易產(chǎn)生變形和開裂。在澆注8h后松開砂箱的緊固裝置,讓鑄件自由收縮,38h后打箱清理,200℃以上熱割除冒口。4u20