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消失模HT300薄壁長殼體鑄件生產過程探討-郭梁

 HT300薄壁長殼體鑄件生產過程探討

郭梁

(山西華恩機械制造有限公司,山西臨猗 044100

摘要:消失模鑄造生產的鑄件具有尺寸精度高、表面光潔度好、鑄件重量輕等優點,但對于形狀較長、壁厚變化較大且材質要求較高的殼體類鑄件經常出現縮松、縮孔、碳缺陷、對火等缺陷。

關鍵詞:消失模鑄造;薄壁復雜鑄件

此殼體鑄件的材質為HT300,輪廓尺寸為906mm´484mm´340mm。從結構上看,零件形狀較長、壁厚變化較大,最薄處7mm,最厚處60mm。厚大部位極容易產生縮松、縮孔、進火口遠端極易對火、碳缺陷。顧客對材質的要求是:從本體上4處不同部位取本體試棒進行抗拉強度檢測,且4處抗拉強度均要求達到245MPa以上,指定部位硬度在200HB以上.本廠通過嚴格控制熔煉、孕育、工藝設計,滿足了客戶要求。如圖1所示。

 

1 本體特殊部位特殊要求

1從熔煉、孕育角度解決材質問題

1.1 熔煉工藝對材質的影響

同樣的化學成分,熔煉工藝不同、配料不同,鐵液的冶金質量完全不同。國外的灰鑄鐵件生產,在合金的使用上并不是很多,但材料的強度都很高,切削加工性能也很好;而在我國,雖然加入了大量的合金,材料的性能卻達不到國外的水平,其根本原因就在于熔煉技術和工藝落后。在國外無論是電爐熔煉還是沖天爐熔煉,都大量使用廢鋼,幾乎不用生鐵。電爐采用的是增碳技術,沖天爐采用的是高溫熔煉技術,這樣就會獲得非常好的滲碳效果。

生鐵中有許多粗大的過共晶石墨(2),這種粗大的石墨具有遺傳性,熔煉溫度低,粗大石墨不易被消除,粗大的石墨從液態遺傳到了固態,使凝固過程中本來應該產生的石墨化析出的膨脹作用削弱,因此使鐵液凝固過程中的收縮傾向增大。同時,粗大的石墨又降低了材料的性能。

我們采用60%廢鋼+20%生鐵+20%回爐料的配比配料,降低了生鐵含量,提高廢鋼含量電爐熔煉。采用經高溫石墨化增碳劑調節含碳量。廢鋼多使鐵液更加純凈,而且由于加入增碳劑提高了鐵液的石墨化能力。另通過添加合金銅和鉻,增加并細化珠光體含量。用此熔煉方法,我們穩定地生產出了變速箱體鑄件,材料的牌號達到HT300,本體硬度達到200以上。

2 生鐵中的粗大石墨 100x

1.2孕育對材質的影響

為了使灰鑄鐵得到較好的孕育效果,進行了孕育方法的生產試驗,認為出鐵槽孕育同時增加隨流孕育可以使鑄件材質均勻,滿足顧客對不同部位性能的要求

我們采用75Si-Fe孕育劑,通過出鐵槽孕育加隨流孕育的孕育方式,使組織細化并均勻,經多次金相檢測石墨形態主要為A型石墨,長度達到4 ,

2從工藝設計角度解決鑄造缺陷問題

2.1經過多次試驗,進火口遠端依然會出現對火,碳缺陷,我們對原有的澆注方案進行了重新設計,更改了進火口位置,改變了鐵水的流動方式,并且提高溫度成功解決了對火、碳缺陷問題。更改工藝前后的方案如圖3所示。

a)更改前方案            b)更改后方案

3 更改工藝前后的方案

2.2針對局部厚大部位縮孔縮松問題我們采取冒口和冷鐵的配合使用,成功解決了縮孔縮松問題。

2.3 生產結果:經過多次試驗,本廠穩定生產出HT300變速箱體鑄件,可以滿足顧客的要求。

3 結論

1)采用60%廢鋼+20%生鐵+20%回爐料的配比配料,可以穩定生產出HT300薄壁長殼體鑄件;

2)適當的合金化處理和孕育處理,使鐵液的收縮傾向得到明顯改善,為穩定生產出高強度合格灰鐵件提供了保證;

3)出鐵槽孕育同時增加隨流孕育,使鑄件組織均勻,滿足顧客對不同部位性能的要求;

4)更改進火口位置,改變鐵水的流動方式,可以有效解決薄壁件對火、碳缺陷;

5)冷鐵和冒口的配合使用解決厚大部位縮孔縮松問題。

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