铸造工艺设计技术与生产质量控制实用

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1、铸造工艺设计技术与生产质量控制实用：随着铸造业激烈的竞争，对铸造工艺设计和生产质量控制提出了更高的要求。对于目前铸造生产质量存在的问题，本文主要对铸造工艺设计技术和铸造生产质量控制进行了分析，为确保生产出高质量的合格铸件提供了一些建议。　　关键词：铸造工艺；设计；生产质量　　近些年，铸造业的竞争越来越激烈，并且铸造业的利润越来越低，但是在此情况下，对铸造业还提出了更高的要求。铸造工艺是一个复杂的多工序组合的工艺过程，本文对其铸造工艺设计技术进行了分析。传统铸造工艺有很多质量问题，如底部夹砂严重，不好清理下芯子后底部，容易塌箱造型

2、翻上盖箱，造型合箱操作困难等，为此，本文在第二部分重点对铸造生产质量控制进行了分析。本文所选用的铸件最大轮廓尺寸为3500×1450×1770（mm），铸件壁厚变化较大，最大处壁厚为260mm，最小处壁厚为130mm，铸件重量12000kg，形状结构如图1所示，铸件材质为ZG20SiMn，调质处理HB130～170，屈服强度σs≥295MPa，抗拉强度σb≥490MPa，铸件制造难度较高。　　　　　　　　图1铸件结构结构图　　铸造工艺设计技术　　1.1确定铸造工艺参数　　铸造工艺参数的确定主要从缩尺、加工余量、分型负数这三个方面

3、进行。（1）缩尺。由于该铸件本身的特点，在凝固收缩过程中，整个铸件结构比较紧凑，将不会对受铸型的机械产生较大影响，因此，模样缩尺选择2%。（2）加工余量。为了能够更好的确保加工面精度，在选择上表面、下表面和侧面的加工余量时是不同的，加之铸件轮廓尺寸较大，因此，此时上表面加工余量选择12mm，而下面和侧面的加工余量则选择10mm。（3）分型负数。由于分模造型主要采用上箱和下箱，两种，在选择分型负数时采用3mm的，上下箱分布采用对称式。　　1.2浇注系统的设计　　为保证浇注系统充型平稳，减少金属液对型腔的冲击，避免出现夹砂、冲砂现象

4、，采用底注式浇注系统，使金属液充型平稳，更好的保证铸件内部质量。为防止铸件浇不足和表面出现冷隔纹，浇注系统设计为开放底返式，直浇道采用φ100mm一个，横浇道采用φ80mm两道、从中间往两边分开，内浇道采用φ60mm八道，浇注系统设置如图2所示。　　　　　　　　图2浇注系统　　1.3冒口及外冷铁设置　　由于铸件局部热节较多，为保证形成由铸件向冒口的顺序凝固方式，保证铸件内部组织致密，探伤合格，通过凝固模拟分析，并依据实践经验，确定外冷铁和冒口设置方案如图3。采用φ120mm圆暗冒口5个，腰圆型240mm×360mm×310mm暗

5、冒口一个，放置φ650mm×φ450mm圆冒口一只。为消除凸台及热节处的缩孔缩松缺陷，在凸台及热节处设置外冷铁。　　　　　　　　图3铸造冒口及外冷铁　　2.铸造生产质量控制　　2.1模样制作　　在对模样进行制作时主要采用实样木模，实样木模在运营过程中不可变形，为了要确保整体强度和刚度。为了确保吊运起模时的安全性，模样要做出起模吊鼻。要从外模和芯盒中做出铸造圆角。造型和制芯人员在工作之前，要清楚认识图纸和工艺要求，一定要严格按照相关工艺要求进行。　　2.2制芯　　制芯前准备好芯骨，芯骨上焊接吊鼻或者备上铁丝作为吊鼻，两个大芯子内放

6、适量填充物;后端的芯子尤其注意采取排气措施，芯骨强度足够，外缠草绳，芯骨长宽最大尺寸距离芯子外表面吃砂量大于30mm。型芯用来形成铸件内部空腔或局部外形。由于型芯的表面被高温金属液包围，长时间受到浮力作用和高温金属液的烘烤作用；铸件冷却凝固时，砂芯往往会阻碍铸件自由收缩；砂芯清理也比较困难。因此造芯用的芯砂要比型砂具有更高的强度、透气性、耐高温性、退让性和溃散性。各砂芯采用树脂砂制作，拐角处用铬铁矿砂制作，厚度10~20mm。保证足够紧实度和表面光洁度。型砂由原砂、粘接剂和附加物组成。两个大芯子上焊接排气管，通到芯头的平面上，制

7、芯时在各个筋板位置做出排气孔，直径φ10mm，数目两道。　　2.3造型　　浇注系统全部采用耐火砖管，注意浇口砖管之间的连接要紧密，防止型砂进入浇口内部。铸件的大冒口用保温板围成，后端的3个异形冒口用保温冒口。模样放入砂箱，预留好浇口管位置和冒口位置，模样表面涂刷脱模剂，利于脱模。铸件可以不受金属材料、尺寸大小和重量的限制。铸件材料可以是各种铸铁、铸钢、铝合金、铜合金、镁合金、钛合金、锌合金和各种特殊合金材料；铸件可以小至几克，大到数百吨；铸件壁厚可以从0．5毫米到1米左右；铸件长度可以从几毫米到十几米。面砂吃砂量大于100mm，

8、紧实度足够高而且要保证均匀。使用外冷铁以前，仔细检查外冷铁锈蚀情况，进行充分打磨除锈。起模后修型光洁，型腔内不得留有散砂。上箱造型时，适量增加吊棍数量，防止塌箱。修型后，砂型用二氧化碳适当硬化，防止上窑烘干及吊运过程中型腔变形。　　2.5下芯、合箱　　在合箱之前