大型灰鐵鑄件的生產(chǎn)工藝流程
工序多、周期長、精度要求高,核心圍繞
造型 - 熔煉 - 澆注 - 后處理 - 檢測五大核心環(huán)節(jié),具體步驟如下:
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工藝設(shè)計與圖紙拆解
根據(jù)客戶圖紙(如機(jī)床床身、大型閥體),確定鑄件的重量、尺寸、壁厚、公差要求,設(shè)計澆冒口系統(tǒng)(大型件需重點考慮補(bǔ)縮,防止縮孔縮松)、分型面、砂箱尺寸;同時制定鑄造工藝卡,明確原材料配比、熔煉溫度、澆注速度、熱處理參數(shù)等關(guān)鍵指標(biāo)。
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模具制作
大型灰鐵鑄件多采用樹脂砂或水玻璃砂造型,模具一般用木?;蚋材ど澳?/span>(成本低、易修改),超大型件可分塊制作模具,確保模具尺寸與圖紙一致,表面光滑無缺陷。
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原材料準(zhǔn)備
按配方準(zhǔn)備熔煉材料:生鐵(提供碳源)、廢鋼(降低碳含量,提高強(qiáng)度)、回爐料(本廠廢舊鑄件,降低成本)、硅鐵 / 錳鐵(調(diào)整合金成分);同時準(zhǔn)備造型材料(樹脂、固化劑、石英砂)、孕育劑(硅鐵,細(xì)化石墨,改善性能)。
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砂型制作
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將石英砂與樹脂、固化劑混合均勻,填入砂箱并壓實,形成下砂型和上砂型;
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分型面處涂刷分型劑,方便后續(xù)開箱;
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對于有復(fù)雜內(nèi)腔的鑄件(如大型泵體),需單獨(dú)制作砂芯,砂芯需烘干固化,保證強(qiáng)度,防止?jié)沧r潰散。
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合箱與緊固
將砂芯放入下砂型,核對位置無誤后,蓋上上砂型,用螺栓或壓鐵緊固砂箱,防止?jié)沧r鐵水沖開砂箱(跑火);同時在砂型上開設(shè)出氣口,排出澆注過程中產(chǎn)生的氣體。
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配料熔煉
將原材料按比例加入大容量中頻感應(yīng)爐(大型件常用,溫度可控、成分均勻),升溫至1450-1500℃,使材料完全熔化;期間用光譜儀實時檢測鐵水的碳、硅、錳、硫、磷含量,調(diào)整成分至符合 HT200、HT250 等牌號要求。
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孕育處理
鐵水出爐前,向爐內(nèi)或澆包內(nèi)加入孕育劑(硅鐵),目的是細(xì)化片狀石墨,減少白口組織,提高鑄件的強(qiáng)度和韌性;孕育處理需快速均勻,避免孕育衰退。
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鐵水轉(zhuǎn)運(yùn)與澆注
用吊車將澆包吊運(yùn)至砂箱旁,控制澆注溫度(1300-1350℃)和澆注速度:大型件需慢澆、穩(wěn)澆,防止鐵水飛濺或砂型沖蝕;澆冒口需連續(xù)充型,保證鐵水填滿型腔。
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凝固冷卻
澆注完成后,讓鑄件在砂型內(nèi)自然冷卻(大型件冷卻時間長達(dá)數(shù)天),緩慢冷卻可減少殘余應(yīng)力,避免鑄件開裂;嚴(yán)禁過早開箱,防止鑄件因溫差過大變形。
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開箱與落砂
鑄件冷卻至室溫后,拆除砂箱,通過人工或機(jī)械方式去除表面粘砂、澆冒口;大型件的澆冒口需用氧氣切割或液壓錘敲除。
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熱處理(核心工序)
大型灰鐵鑄件殘余應(yīng)力大,必須進(jìn)行人工時效處理:
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將鑄件送入大型時效爐,升溫至500-600℃,保溫數(shù)小時(根據(jù)鑄件厚度調(diào)整);
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緩慢降溫至室溫,消除內(nèi)應(yīng)力,防止后續(xù)加工變形;
若鑄件硬度偏高,可增加退火工序,降低硬度,改善切削性能。
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表面清理與粗加工
用拋丸機(jī)清理鑄件表面的粘砂、氧化皮,使表面光潔;對澆冒口殘留、飛邊毛刺進(jìn)行打磨;部分鑄件需進(jìn)行粗加工,去除余量,為后續(xù)精加工做準(zhǔn)備。
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全流程檢測
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外觀檢測:目視 + 放大鏡檢查表面氣孔、砂眼、裂紋;
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尺寸檢測:用卷尺、卡尺、激光跟蹤儀測量關(guān)鍵尺寸,確保符合公差;
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內(nèi)部檢測:超聲波(UT)+ 射線(RT)檢測內(nèi)部縮松、裂紋;
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力學(xué)性能檢測:從鑄件本體取樣,測試抗拉強(qiáng)度、布氏硬度,確認(rèn)符合牌號要求。
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成品入庫 / 發(fā)貨
檢測合格的鑄件,噴涂防銹漆,按客戶要求包裝,辦理入庫或發(fā)貨手續(xù)。
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