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消失模HT300薄壁长壳体铸件生产过程探讨-郭梁

 HT300薄壁长壳体铸件生产过程探讨

郭梁

(山西华恩机械制造有限公司,山西临猗 044100

摘要:消失模铸造生产的铸件具有尺寸精度高、表面光洁度好、铸件重量轻等优点,但对于形状较长、壁厚变化较大且材质要求较高的壳体类铸件经常出现缩松、缩孔、碳缺陷、对火等缺陷。

关键词:消失模铸造;薄壁复杂铸件

此壳体铸件的材质为HT300,轮廓尺寸为906mm´484mm´340mm。从结构上看,零件形状较长、壁厚变化较大,最薄处7mm,最厚处60mm。厚大部位极容易产生缩松、缩孔、进火口远端极易对火、碳缺陷。顾客对材质的要求是:从本体上4处不同部位取本体试棒进行抗拉强度检测,且4处抗拉强度均要求达到245MPa以上,指定部位硬度在200HB以上.本厂通过严格控制熔炼、孕育、工艺设计,满足了客户要求。如图1所示。

 

1 本体特殊部位特殊要求

1从熔炼、孕育角度解决材质问题

1.1 熔炼工艺对材质的影响

同样的化学成分,熔炼工艺不同、配料不同,铁液的冶金质量完全不同。国外的灰铸铁件生产,在合金的使用上并不是很多,但材料的强度都很高,切削加工性能也很好;而在我国,虽然加入了大量的合金,材料的性能却达不到国外的水平,其根本原因就在于熔炼技术和工艺落后。在国外无论是电炉熔炼还是冲天炉熔炼,都大量使用废钢,几乎不用生铁。电炉采用的是增碳技术,冲天炉采用的是高温熔炼技术,这样就会获得非常好的渗碳效果。

生铁中有许多粗大的过共晶石墨(2),这种粗大的石墨具有遗传性,熔炼温度低,粗大石墨不易被消除,粗大的石墨从液态遗传到了固态,使凝固过程中本来应该产生的石墨化析出的膨胀作用削弱,因此使铁液凝固过程中的收缩倾向增大。同时,粗大的石墨又降低了材料的性能。

我们采用60%废钢+20%生铁+20%回炉料的配比配料,降低了生铁含量,提高废钢含量电炉熔炼。采用经高温石墨化增碳剂调节含碳量。废钢多使铁液更加纯净,而且由于加入增碳剂提高了铁液的石墨化能力。另通过添加合金铜和铬,增加并细化珠光体含量。用此熔炼方法,我们稳定地生产出了变速箱体铸件,材料的牌号达到HT300,本体硬度达到200以上。

2 生铁中的粗大石墨 100x

1.2孕育对材质的影响

为了使灰铸铁得到较好的孕育效果,进行了孕育方法的生产试验,认为出铁槽孕育同时增加随流孕育可以使铸件材质均匀,满足顾客对不同部位性能的要求

我们采用75Si-Fe孕育剂,通过出铁槽孕育加随流孕育的孕育方式,使组织细化并均匀,经多次金相检测石墨形态主要为A型石墨,长度达到4

2从工艺设计角度解决铸造缺陷问题

2.1经过多次试验,进火口远端依然会出现对火,碳缺陷,我们对原有的浇注方案进行了重新设计,更改了进火口位置,改变了铁水的流动方式,并且提高温度成功解决了对火、碳缺陷问题。更改工艺前后的方案如图3所示。

a)更改前方案            b)更改后方案

3 更改工艺前后的方案

2.2针对局部厚大部位缩孔缩松问题我们采取冒口和冷铁的配合使用,成功解决了缩孔缩松问题。

2.3 生产结果:经过多次试验,本厂稳定生产出HT300变速箱体铸件,可以满足顾客的要求。

3 结论

1)采用60%废钢+20%生铁+20%回炉料的配比配料,可以稳定生产出HT300薄壁长壳体铸件;

2)适当的合金化处理和孕育处理,使铁液的收缩倾向得到明显改善,为稳定生产出高强度合格灰铁件提供了保证;

3)出铁槽孕育同时增加随流孕育,使铸件组织均匀,满足顾客对不同部位性能的要求;

4)更改进火口位置,改变铁水的流动方式,可以有效解决薄壁件对火、碳缺陷;

5)冷铁和冒口的配合使用解决厚大部位缩孔缩松问题。

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