可以幫助驗船師在檢驗中關注產品易出現的問題,更好地把控產品,以32.5萬噸礦砂船的掛舵臂鑄鋼件為例,其生產工序繁多,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流程工藝和短流程工藝,其中長流程工藝以鐵礦石,焦炭等為原料,采用燒結爐,高爐和轉爐等設備進行煉鋼,短流程工藝以廢鋼為主要原料,利用電爐設備進行煉鋼,目前,船級社(CCS)認可的國內各大型鑄造企業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氣量會增大,鋼水溫度高吸氣量會增。由于鑄鋼件的特點,幾乎所有的工業部門都需要用鑄鋼件,在船舶和車輛、建筑機械、工程機械、電站設備、礦山機械及冶金設備、及設備、油井及化工設備等方面應用尤為廣泛。至于鑄鋼件在本次焊補選擇藥芯焊絲E501T-1(THY-51B),直徑φ1.2mm,焊接參數焊接參數應按照批準的WPS進行選擇,本次焊接參數控制為:直流反接,電流220-280A,鑄鋼件一般采用二氧化硅含量大于96%。含泥量小于2%,耐火度度高于1580℃的硅砂,小型鑄鋼件可用天然硅砂,大中型鑄鋼件宜采用石英巖砂或人造硅砂,有時為了解決型砂的高溫性問題,采用鎂砂,鉻鐵礦砂等耐火材料配制面砂,或在普通鑄型型腔表面涂刷鉻鐵礦砂粉。鋯英石粉等快干涂料,以防止鑄件產生粘砂等缺陷,鑄鋼件濕型砂常用膨潤或普通粘土作為粘結劑,其加入量一般為9%--11%,目前很多工廠采用活化膨潤土或天然鈉基膨潤土,以型砂的熱濕拉強度或抗夾。各產業部門的應用,由于各國的具體條件不同,情況可能有較大的差異。埋在干石英砂中振動造型,在負壓下澆注。使模型氣化,金屬占據模型位置,凝固冷卻后形成鑄件的新型鑄造方,掛舵臂鑄鋼件是船舶上使用的重要結構部件,其結構復雜,截面不規則,是支撐和懸掛舵結構的關鍵部件,在使用中要受到較大的彎曲疲勞應力,掛舵臂的好壞直接關系到整艘船舶的建造進度和。并影響船舶整個壽命周期的航行安全,近年來,隨著32.5/40萬噸礦砂船,30.8萬噸油船及2.0/2.1萬箱集裝箱船的大量建造,船舶的大型化趨勢日益明顯,船舶的大型化也意味著掛舵臂鑄鋼件的大型化,以CCS檢驗的32.5萬噸礦砂船掛舵臂鑄鋼件為例。單體粗加工交貨狀態下重量達到了205噸,所需總鋼水量達到330噸,使用多達4爐鋼水澆。
湖南ZG03Cr18Ni10鑄鋼件無縫管鑄鋼件的品種繁多,不勝枚舉。現就幾個主要的產業部門使用鑄鋼件的情況做簡要說明。
磨削加工是應用較為廣泛的切削加工之一,選擇性激光熔融在一個鋪滿金屬粉末的槽內。計算機控制著一束大功率的二氧化碳激,內水口的高度也是造成的主要原因,這類氣孔由于會分布在鑄件的許多部位而且是內部,修復難度極大容易造成鑄件報廢,危害極大,冒口和氣眼的設置也是非常重要的,冒口除了補縮作用之外還有一個非常重要的任務就是排氣作用。一些暗冒口的氣眼如果放的不夠大,也會使得鑄型中氣體不及時而重新被卷入鋼水之中,在使用石灰石砂做內腔芯子的氣眼一定要夠大才行,由于這種砂子在高溫下的發氣量非常大,極易造成由于內腔芯排氣不暢而在澆鑄中發生嗆火現象。終使得鑄件上表面出現大面積的蜂窩狀氣孔,這種問題容易使鑄件報。電站設備是高技術產品,其主要零件都在高負荷下長時間連續地運轉,火電站和核電站設備中有不少零部件還需耐受高溫和高壓蒸汽的腐蝕,因而對零部件的可靠性有很嚴格的要求。鑄鋼件能大限度地這些要求,在電站設備中廣為采用。起模斜度:為了使模樣便于從鑄型中取出,垂直于分型面的立壁上所加的斜度稱為起模斜度。鑄造圓角:為了防止鑄件在壁的連接和拐角處產生應力和裂紋,防止鑄型的尖角損壞和產生砂眼,在設計鑄件時,鑄件壁的連接和拐角部分應設計成圓角。型芯頭:為了保證型芯在鑄型中的定位、固定和排氣,模樣和型芯都要設計出型芯頭。收縮余量:由于鑄件在澆注后的冷卻收縮,制作模樣時要加上這部分收縮尺寸。優點:粘土的資源豐富、價格便宜。使用過的粘土濕砂經適當的砂處理后,絕大部分均可回收再用;制造鑄型的周期短、工效高;混好的型砂可使用的時間長;適應性很廣。小件、大件,簡單件、復雜件,單件、大批量都可采用;缺點及局限性:因為每個砂質鑄型只能澆注一。
毛坯的的成形工藝,應用:汽車的發動機氣缸體,氣缸蓋,曲軸等鑄件(2)熔模鑄造(investmentcasting)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,從而無分型面的鑄型,經高溫焙燒后即可填砂澆注的鑄造方案,常稱為[失蠟鑄造",熔模鑄造工藝流程工藝特點優點:尺寸精度和幾何精度高,表面粗糙度高,能夠鑄造外型復雜的鑄件。且鑄造的合金不受,缺點:工序繁雜,費用較高應用:適用于生產形狀復雜,精度要求高,或很難進行其它加工的小型零件,如渦輪發動機的葉片等,(3)壓力鑄造(casting)壓鑄:是利用高壓將金屬液高速一精密金屬模具型。鐵路機車及車輛鐵路運輸與的生命財產安全密切相關,因此。保證安全是至關重要的,機車車輛的一些關鍵部件,如車輪、側架、搖枕、車鉤等,都是的鑄鋼件。
鐵路轉轍用的轍岔是承受強烈沖擊和的部件,工況條件極為惡劣,形狀又很復雜。常用的鑄造砂是硅質砂,硅砂的高溫性能不能使用要求時則使用鋯英砂、鉻鐵礦砂、剛玉砂等特種砂。應用廣的型砂粘結劑是粘土,也可采用各種干性油或半干性油、水溶性硅酸鹽或鹽和各種合成樹脂作型砂粘結劑。砂型鑄造中所用的外砂型按型砂所用的粘結劑及其建立強度的不同分為粘土濕砂型、粘土干砂型和化學硬化砂型3種。砂型鑄造用的是和簡單類型的鑄件已延用幾個世紀.砂型鑄造是用來制造大型部件,如灰鑄鐵,球墨鑄鐵,不銹鋼和其它類型鋼材等工序的砂型鑄造。其中主要步驟包括繪畫,模具,制芯,造型,熔化及澆注,清潔等。工藝參數的選擇加工余量:所謂加工余量,就是鑄件上需要切削加工的表面,應預先留出一定的加工余量,其大小取決于鑄造合金的種類、造型、鑄件大小及加工面在鑄型中的位置等諸多因。
由于薄壁長筒與下舵承和下舵鈕部分壁厚相差懸殊,鑄件在凝固收縮中兩部分連接處容易產生熱裂紋,由于掛舵臂主體薄壁長筒的結構特點。更容易判斷出缺陷的性質,檢測原始數據可數字化存儲,易于追溯,具有一定的優勢,但PAUT由于使用條件的,僅可用于軸孔表面這樣的規則區域,而無A脈沖超聲波檢測技術那樣可適用于鑄鋼件所有的復雜表面。使用具有一定的局限性,圖11PAUT在掛舵臂無損探傷中的使用◆鑄鋼件缺陷的修補通過前文可以發現,缺陷的存在會大大鑄鋼件的疲勞強度,必須采用的手段對缺陷進行處理,本部分基于在32.5萬噸掛舵臂鑄鋼件檢驗中遇到的缺陷修復實例進行分析。按照CCS材料與焊接規范的規定。建筑、工程機械及其他車輛建筑機械和工程機械的工況條件都很差,大部分零件都承受高的負荷或需耐受沖擊磨損,其中很大一部分是鑄鋼件,如行動中的輪、承重輪、搖臂、履帶板等。
液態金屬澆注到與零件形狀,尺寸相適應的鑄型型腔中,待其冷卻凝固,以毛坯或零件的生產,通常稱為金屬液態成形或鑄造,工藝流程:金屬→充型→凝固收縮→鑄件工藝特點:可生產形狀任意復雜的制件,特別是內腔形狀復雜的制件。適應性強,合金種類不受,鑄件大小幾乎不受,材料來源廣,廢品可重熔,設備低,廢品率高,表面較低,勞動條件差,鑄造分類:(1)砂型鑄造(sandcasting)砂型鑄造:在砂型中生產鑄件的鑄造。鐵和大多數有色合金鑄件都可用砂型鑄造,工藝流程:砂型鑄造工藝流程技術特點:適合于制成形狀復雜,特別是具有復雜內腔的毛坯,適應性廣,成本低,對于某些塑性很差的材料,如鑄。一般汽車很少用鑄鋼件,但特種越野車和重型貨車的行動部分也用不少的鑄鋼件。鑄鋼的熔煉。鑄鋼必須采用電爐熔煉,主要有電弧爐和感應電爐。根據爐襯材料和所用渣系的不同,義可分為酸性熔爐和堿性熔爐。碳鋼和低合金鋼可采用任何一種熔爐熔煉,但高合金鋼只能采用堿性熔爐熔煉。
含硫量過高;澆注溫度過高;冒口頸過大、過短,造成局部過熱嚴重,或重口太小,補縮不好;鑄件在清理、運輸中,受沖擊過大。防止:控制鐵水化學成分在規定的范圍內;澆注溫度;合理設計冒口;鑄件在清理、運輸中避免沖擊。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,產生在鑄件表面或內部。鑄件內部的氣孔在敲碎后或機械加工時才能被發現。產生原因:小爐料、銹蝕嚴重或帶有油污,使鐵水含氣量太多、氧化嚴重;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、含煤粉或有機物較多,使澆注時產生大量氣體且不易排。鑄造工藝。鑄鋼的熔點高,流動性差,鋼液易氧化和吸氣。同時,其體積收縮率為灰鑄鐵的2~3倍.因此,鑄鋼的鑄造性能較差,容易產生澆不足、氣孔、縮孔、熱裂、黏砂、變形等缺陷。為防止上述缺陷的產生,必須在工藝上采取相應措施。
所以說在大型鑄件的生產中低溫澆注是必須要遵循的一個原則。大包澆小件的缺點,許多薄壁小鑄件如果澆注速度過快極易形成卷入性氣孔,由于沒有時間從鋼水中就凝固了,像一些氣缸類鑄件出現的氣孔就屬于這種情況,它們是承壓鑄件要經過探傷檢驗,這些缺陷的修復是非常有難度的。經常就會造成鑄件報廢的情況,是一個比較棘手的問題,大件澆注碰爐翻包后的時間也對鑄件氣孔的產生有一定的影響,小包鋼水翻入大包時卷入的氣體如果沒有足夠的時間讓它浮出來就澆入鑄件時又是一個卷入的,這也是許多大鑄件加工后出現氣孔的原因。只要生產組織充分考慮的這些影響鑄件的因素,經過綜合評估,本次焊補采用局部火焰加熱去除應力,焊道處加熱至560℃后保溫時間≥6。生產鑄鋼件用型砂應有高的耐火度和抗黏砂性,以及高的強度、透氣性和退讓性。原砂通常采用顆粒較大、均勻的硅砂;為防止黏砂,型腔表面多涂以耐火度更高的涂料;生產大件時多采用于砂型或水玻璃砂快于鑄型。為了鑄型強度、退讓性,型砂中常加入各種添加劑。或對樹脂改性,使樹脂具有熱塑性。讓呋喃樹脂在高溫時不結焦或少結焦,從而保證其有良好的高溫容讓性,(2)在呋喃樹脂砂中加入附加物,使樹脂砂具有熱塑性,或者在收縮受阻嚴重處,加入木粉,泡沫珠粒,或者在鑄型中相應部位放塑性好的退讓塊,其高溫退讓性。(3)采用固化劑,因為磺酸類固化劑容易引起鑄件表面滲硫,在鑄件表面引起微裂紋,成為龜裂源,(4)使用熱系數較小的造型材料,如用鉻鐵礦砂等代替石英砂等,(5)減薄砂芯(型)的砂層厚度,如采用中空砂芯。例如:某類閥門鑄件,僅僅通過減薄型芯砂層厚度,改變芯骨的連接,就了鑄件的熱裂缺陷,(6)在易產生裂紋的地方合理使用冷鐵或找其它激冷措施,(7)采用能有效滲硫的涂。
缺點及局限性:鑄件尺寸不能太大工藝復雜鑄件冷卻速度慢。熔模鑄造在所有毛坯成形中,工藝復雜,鑄件成本也很高,但是如果產品選擇得當,零件設計合理,高昂的鑄造成本由于切削加工、裝配和節約金屬材料等方面而補償,則熔模鑄造具有良好的經濟性。3.壓鑄壓鑄工藝原理是利用高壓將金屬液高速一精密金屬模具型,金屬液在壓力作用下冷卻凝固而形成鑄件。壓力鑄造a)合型澆注b)壓射c)開型頂件冷、熱室壓鑄是壓鑄工藝的兩種基本。冷室壓鑄中金屬液由手工或自動澆注裝置澆入壓室內,然后壓射沖頭前進,將金屬液型腔。在熱室壓鑄工藝中,壓室垂直于坩堝內,金屬液通過壓室上的進料口自動流入壓室。壓射沖頭向下運。在澆注和冒口的設計上。由于鑄造碳鋼傾向逐層凝固,收縮大,因此多采剛順序凝固原則來設置澆注和冒口.以防止縮孔、縮松的出現。一般來說,鑄鋼件都要設置冒口。冷鐵也應用較多。此外,應盡量采用形狀簡單、截面面積較大的底注式澆注,使鋼液迅速、平穩地充滿鑄型。
湖南ZG03Cr18Ni10鑄鋼件無縫管熱處理。鑄鋼的熱處理通常為退火或正火。退火主要用于w(C)≥0.35%或結構特別復雜的鑄鋼件,這類鑄件塑性差,鑄造應力大,鑄件易開裂。正火主要用于w(C)≤0.35%的鑄鋼件,這類鋼件碳含量低,塑性,冷卻時不易開裂。有效地隔絕了金屬液與鑄型界面發生反應,5.煤粉加熱到一定溫度時,干餾出煤焦油成為具有可塑性的膠質體,使鑄型的塑性,退讓性,型砂因受熱而產生的內應力,有利于防止鑄件產生夾砂等缺陷,6.煤粉的加入量主要根據鑄件的。壁厚,原砂粒度和粘土加入量等情況而定,小型鑄鐵件煤粉加入量一般為6%--8%,如煤粉加入量超過8%,但鑄件仍出現粘砂時,加入1%--2%的重油將可取得良好的效果,在型砂里加煤粉會惡化鑄造車間的勞動條件。因此,出現了許多煤粉代用品,例如近年來國外有的工廠采用碳油膨潤土粉,瀝青膨潤土粉,國內有的工廠采用重油等代用品,均取得了良好的效果,鑄鋼件澆注工藝注意事項澆注工藝是鑄鋼件整個生產流程中至關重要的一個環。