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25MN压力机立柱铸造工艺设计

2017-08-22 09:17:30本网

  辽阳锻压机床股份有限公司(辽宁111000)张怀敏我公司是锻压机床专业定点厂,25MN压力机(见)是我公司自主研发的重点产品,其机身分为横梁、立柱、底座三部分,其中立柱在工作过程中起支撑作用,承受高达40MN的频繁冲击,技术上对铸件质量要求很高,尤其是导轨处要求更为严格,铸件时效处理后需进行整体超声波无损检测,此件具有较大的外形尺寸及重量,相对我公司的现有铸造能力,是一个较大挑战。下面简述其铸造工艺设计过程。

  二、分型面及加工余量的选择25MN压力机立柱结构比较复杂,砂芯较多,为保证铸件质量使金属液体平稳流入型腔,将立柱平置浇注,由于立柱结构较复杂,砂芯又多,为保证铸件质量,且便于工人操作,尽可能地把砂芯放到下箱,这样就把分型面确定在两侧砂芯的上平面,这样两侧凸台做成活块,即可解决起模问题。因为立柱是手工造型,单件小批生产,所以采用灰铸铁的三级精度,根据铸件在铸型中的摆放位置和铸件的最大尺寸,确定铸件底面和侧面的加工余量为10mm,留起模斜度为2mm.三、内浇道的数量、类型及位置的选择内浇道数量的选择内浇道的数量主要取决于铸件结构和合金的性质,内浇道的数量多,能够将液体金属分散引入型腔,可以减少局部过热,对消除热裂、缩孔、粘砂等缺陷起着重要作用,但如果数目太多,又受到结构所限,造型麻烦,增加了清理工作量,同时又增加了流动阻力,因此选择两侧对浇,每侧4个内浇道较好。

  浇注系统类型的选择浇注系统主要有三种形式,第一种是封闭式浇注系统,即f直>巧横>内,此类型浇注系统内浇道截面最小,在浇注时整个浇注系统很快流入金属液,流入内浇道的速度是由整个浇注系统的金属压头所决定的,故流速较大,液态金属流入型腔易发生喷射现象,液体产生飞、氧化和卷入气体。第二种是开放式浇注系统,即直<巧横<内,这种浇注系统内浇道截面最大,金属液流入时速度最小,流动平稳,冲击较小,同时也不易产生飞、氧化和卷入气体,但这种浇注系统除渣能力很差,铸件易产生夹渣缺陷。第三种是半封闭式浇注系统,即,这种浇注系统横浇道截面最大。由于直浇道较小,横浇道较大,金属液流动平稳,且撇渣能力也较强。通过以上三种类型浇注系统的比较,采用半封闭式浇注系统较为理想,它既避免了封闭式浇注系统的喷射、氧化和卷入气体的缺点,又解决了开放式浇注系统撇渣能力差的不足,故选择半封闭式浇注系统。

  为保证导轨的质量,能使铁液沿着导轨纵向流入,选择在两侧浇注为好;为造成立柱的顺序凝固,内浇道应设在壁较厚处;另外,还不能妨碍铸件的收缩,以免产生裂纹和变形;内浇道的安放还要便于清理,这样就将内浇道设置在立柱两侧需机械加工面的厚壁处,立柱铸造工艺如所示。

  四、浇注系统尺寸的计算因已选择了半封闭式浇注系统,所以初步将浇道面积比定为f内:f直少横=1:1.2:1.4.立柱在铸型中的位置如所示。

  通过计算,内浇道总截面积为87cm2,两侧各放置4道,每个内浇道截面积约11cm2,取梯形截面尺寸为50/60mmX20mm;横浇道总截面积为61cm2,取梯形截面尺寸为70/90mmX75mm(因横浇道两侧分流,故计算时取1/2f内的面积);直浇道截面积为52.2cm2,取80mm圆形截面。

  五、冒口位置、种类及尺寸的确定金属液流入型腔后,由于型壁的激冷作用,在型壁附近的金属液体具有很大的过冷度n(见),使之在型壁处产生大量的晶核,铸型表面金属的凝固产生了细晶区,同时伴随着体积的收缩,在凝固区液体的收缩就能从前沿液体中得到补充,伴随温度的降低,凝固从表层向内部发展,最后在铸件的较厚处或较高处易出现缩孔、缩松等缺陷。

  根据立柱的结构,将冒口放在两侧,共5个冒口舍晃>工热加工热处理/锻压/铸造我们选用瓶形明冒口,因明冒口方便造型,又能通过冒口观察液面上升情况,不受砂箱高度的限制,同时又能起到排渣、出气的作用,但其保温性差,可采用高温铁液点补冒口和撒发热剂、保温剂等来提高冒口的补缩率。由于瓶形冒口在相同体积下表面积最小,因此散热慢,凝固时间就长,补缩效果也就越好。

  冒口的大小是根据被补缩部位的热节圆直径的大小来确定的,立柱的热节圆如所示。

  据两侧拉筋孔处热节圆直径,又要考虑到冒口根部的断面宽度,确定为瓶形冒口,根部直径为80mm.时有较高的石墨化膨胀能力,减少铸件产生缩孔、缩松倾向的可能性,为生产合格铸件提供了前提条件。

  控制浇注温度因我公司目前只有一个5t/h熔炼能力的冲天炉,前炉铁液存储量为2.5t,两个5t浇包,立柱需浇注近10t的铁液,要2h才能产出,而因前炉铁液存储量有限,先出炉的铁液需在炉外静置时间较长,如果铁液温降较多,就无法保证铸件质量。

  为保证铁液温度,我们采取了所示的倒包浇注工艺,即一个浇包经两次出铁接满后保温静置,待第三次出铁前将第一个浇包中的铁液倒入第二个浇包中一半,第二个浇包温度低,铁液降温快,所以铁液一经倒入第二个浇包后,立即用第三次刚出炉的高温铁液将其补满后保温静置,第四次出铁再将第一个浇包补满静置,出净渣气后,待温度降至13101330"C时再浇注。经这样处理,两包铁液温度比较接近,就不易产生冷隔缺陷,也不会产生因一包铁液出炉时间过长,使温度降低而达不到工艺要求的情况,防止了铸件产生浇不足的可能性,因为铁液静置时间足够长,就大大减少了因浇注温度过高,金属的总收缩量增加,吸气增多,氧化严重,铸件容易产生缩孔、缩松、粘砂、气孔、粗晶等缺陷的机会,这一因生产能力不足而采取的无奈之举,不仅解决了不能生产较大吨位铸件的难题,更实现了在保证足够流动性的前提下尽量降低浇注温度,减少液态收缩,排净渣气,为获得优良铸件打下了较好的基础。

  控制铸型刚度严格操作规程,在造型时严格要求,使每层填砂高度不许超过150mm,均匀舂实,使型砂紧实度均匀一致,保证铸件尺寸要求及外观质量。采用表干型铸造,铸型经表层烘干,使铸型表层水分减少,强度高,透气性好,可避免由湿型而引起的一些铸造缺陷如夹砂、气孔、冲砂、粘砂等,又比干型成本低且效率高。

  的要求,又要便于工人操作,采用半封闭式浇注系统、顶注快浇工艺、倒包浇注、冷筋出气冒口与明顶冒口结合应用等工艺,生产出的铸件经清理后外观平整光滑,无粘砂、砂眼等缺陷,经检验化学成分、力学性能、外观质量均达到了技术要求,铸件经超声波检测无缩孔、缩松、冷隔、裂纹等缺陷,加工后(见)也未发现任何铸造缺陷,在熔炼工艺方面①因此件采取的是顶注快浇工艺,铁液上升速度快,不容易氧化,铁液对型腔的烘烤时间短,减小涂层开裂、脱落的可能性,减少铸件夹渣等缺陷的产生;防止出现浇不足、冷隔缺陷;铸件各部的温度差小,防止裂纹发生;使型腔内气压增大,气体容易从铸型向外排出,铸件不容易产生气孔等孔洞类缺陷。②应用8个冷筋出气冒口,在浇注过程中起排气作用,浇注近结束时起一定的补缩液体的作用,在浇注结束后调节铸件中间部位的温度场,造成铸件在凝固过程中胀缩同步的条件,提高了两端冒口的补缩效率。③为保证铸件在需要补缩之前冒口有足够的高温铁液补缩,在浇注后不断用高温铁液点补冒口,既保证补缩通道的畅通,又保证了补缩量。

  能力不足的情况下,成功铸造出高品质、高工艺出品率的合格大型铸件,证明工艺设计是成功的,实现了我公司在生产大型铸件上的技术突破。MW七、实践效果25MN压力机是我公司的新产品,要求非常严格,所以既要保证铸件强度性能及外观尺寸、质量福士科研发成功新一代抗氧化坩埚日前,福士科经过长期研发,推出了DURATEKS新一代抗氧化长寿命坩埚。

  DURATEKS坩埚是福士科采用先进配方和等静压技术生产的新一代坩埚。除了采用优质的低温釉层并对坩埚进行浸渗处理外,还对坩埚的主体混料进行了改进,大幅提高了配方中石墨颗粒的抗氧化保护能力。另外,由于釉层和坩埚之间具有良好的相容性,釉层与坩埚之间的结合力也大为加强,避免了釉层的剥落和损坏。独特的抗氧化设计确保了坩埚在使用过程中能够长时间地保持高的导热性,从而极大地降低了坩埚熔化或保温过程中的能源(如电、天然气或燃油)消耗,同时降低了碳排放量。

  在DURATEKS坩埚的配方中,除陶瓷结合剂外,还引入了额外的结合剂,从而提高了坩埚的断裂强度,大大改善了材料的高温韧性,降低了坩埚在使用中的开裂倾向。

  DURATEKS坩埚主要适用于900"C以下的金属熔化操作,尤其适用于铸造铝合金、锌合金的熔化或保温。大量的案例表明,DURATEKS坩埚具有稳定可靠的性能,可为客户带来更大的经济效益。

  金晃;热加工热处理

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