灰鑄鐵鑄造件定制的工藝流程是怎樣的?
一、定制前期準(zhǔn)備階段(接單→工藝固化)
這是定制鑄件區(qū)別于標(biāo)準(zhǔn)件的核心環(huán)節(jié),所有參數(shù)必須先確認(rèn)、再投產(chǎn)。
1. 需求對接與技術(shù)評審
- 客戶提供:2D 圖紙(CAD/PDF)、3D 模型、技術(shù)要求、交貨期、批量
-
供方評審內(nèi)容:
- 鑄件結(jié)構(gòu)可行性:壁厚均勻性、熱節(jié)位置、起模斜度、砂芯設(shè)置
- 材料牌號確認(rèn):HT150/HT200/HT250/HT300
- 精度等級、加工余量、熱處理要求、無損檢測要求
- 缺陷允許范圍、焊補(bǔ)規(guī)則、標(biāo)識與追溯要求
- 輸出:技術(shù)協(xié)議、鑄造工藝初步方案、毛坯圖
2. 工藝設(shè)計(jì)與固化
由鑄造工程師完成,形成正式工藝文件,批量生產(chǎn)嚴(yán)禁隨意修改:
- 確定分型面、澆注位置、砂芯數(shù)量與結(jié)構(gòu)
- 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng):澆口杯、直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道、集渣包
- 設(shè)計(jì)冒口、冷鐵,解決厚大部位縮松問題
- 確定收縮率:灰鑄鐵一般取 0.8%~1.0%
- 確定加工余量:常規(guī)單邊 3~6mm,大件 / 復(fù)雜件適當(dāng)加大
- 編制:熔煉成分標(biāo)準(zhǔn)、孕育工藝、熱處理曲線、檢驗(yàn)試驗(yàn)計(jì)劃(ITP)
3. 模樣與芯盒制作(定制專屬模具)
根據(jù)批量選擇模具類型:
- 單件 / 小批量:木模 + 簡易芯盒
- 中批量 / 長期批量:鋁合金模、塑料模、覆模模具
- 模具驗(yàn)收:尺寸、起模斜度、表面粗糙度、定位結(jié)構(gòu)合格后方可使用
二、生產(chǎn)制造階段(完整鑄造工藝流程)
以目前行業(yè)主流的樹脂砂鑄造為例,標(biāo)準(zhǔn)流程如下:
1. 型砂與芯砂制備
- 采用優(yōu)質(zhì)擦洗硅砂,控制含泥量≤0.3%,水分≤0.5%
- 加入樹脂、固化劑,按比例混制,保證強(qiáng)度、透氣性、潰散性均衡
- 芯砂單獨(dú)配制,強(qiáng)度高于型砂,保證內(nèi)腔成型精度
2. 造型工序
- 將合格模樣放入砂箱或地坑,填砂、緊實(shí)
- 起模、修型,保證型腔尺寸與表面質(zhì)量
- 開設(shè)澆注系統(tǒng)、冒口窩,放置冷鐵
- 型腔表面涂刷耐高溫涂料(鋯英粉 / 剛玉粉),并充分烘干,防止粘砂
3. 制芯與下芯
- 使用芯盒射制或手工制作砂芯
- 砂芯烘干、修整,設(shè)置排氣通道
- 合箱前將砂芯精準(zhǔn)定位、固定,防止偏芯、浮芯
- 檢查型腔清潔度,無浮砂、雜物
4. 合箱與鎖箱
- 上下砂型用定位銷精確定位,控制錯(cuò)箱量
- 封箱、壓箱或鎖緊,防止?jié)沧r(shí)抬箱、跑火
- 完成后靜置等待澆注,做好爐號標(biāo)識
5. 爐料準(zhǔn)備與配料
- 爐料要求:優(yōu)質(zhì)生鐵、合格廢鋼、本廠潔凈回爐料
- 按目標(biāo)牌號(如 HT250)進(jìn)行配料計(jì)算,嚴(yán)控 C、Si、Mn、P、S 含量
- 禁止使用來歷不明廢料、雜料,避免有害元素超標(biāo)
6. 中頻感應(yīng)電爐熔煉
- 設(shè)備:中頻爐(嚴(yán)禁普通沖天爐用于高精度定制件)
- 升溫熔化,全程監(jiān)控溫度
- 達(dá)到規(guī)定溫度后,取樣進(jìn)行爐前碳硅快速分析、光譜分析
- 成分合格方可進(jìn)入下一工序,不合格需調(diào)整
7. 孕育處理(灰鑄鐵核心工序)
- 灰鑄鐵必須進(jìn)行孕育處理,防止白口、細(xì)化石墨
- 常用孕育劑:硅鐵合金
- 方式:出鐵槽孕育 + 轉(zhuǎn)包二次孕育,保證孕育效果均勻、無衰退
- 爐前檢驗(yàn):觀察三角試片,確認(rèn)無白口、斷面晶粒細(xì)密
8. 澆注
-
控制澆注溫度:
- 常規(guī)灰鐵:1360℃~1400℃
- 薄壁復(fù)雜件取上限,厚大件取下限
- 平穩(wěn)連續(xù)澆注,專人擋渣,避免卷氣、飛濺、斷流
- 記錄:澆注時(shí)間、溫度、爐號、操作人員
- 澆滿后,冒口可適當(dāng)補(bǔ)澆、加保溫劑,增強(qiáng)補(bǔ)縮效果
9. 凝固冷卻與落砂
- 鑄件在砂型內(nèi)自然緩慢冷卻,嚴(yán)禁提前開箱、澆水激冷
- 冷卻時(shí)間根據(jù)重量與壁厚確定,一般小件≥8h,中大件≥24h
- 溫度降至合適范圍后,進(jìn)行振動(dòng)落砂或人工清砂
- 初步去除表面粘砂、浮砂
10. 澆冒口切割與初步清理
- 采用氣割、等離子切割或機(jī)械切割,禁止錘擊敲斷
- 去除飛邊、毛刺、披縫
- 初步外觀檢查,標(biāo)記明顯缺陷
11. 熱處理(定制件關(guān)鍵工序,精密件必做)
絕大多數(shù)機(jī)床、模板、基座類定制灰鐵件,必須進(jìn)行去應(yīng)力退火,防止加工變形。
-
典型工藝:
- 升溫:以 ≤80℃/h 緩慢升溫至 530~580℃
- 保溫:按壁厚計(jì)算,每 25mm 保溫約 1h,總保溫通常 6~12h
- 冷卻:隨爐緩慢冷卻至 ≤200℃,再出爐空冷
- 記錄:爐溫曲線、保溫時(shí)間,出具熱處理報(bào)告
12. 精整與焊補(bǔ)(受控進(jìn)行)
- 表面處理:拋丸 / 噴砂清理,統(tǒng)一外觀
-
缺陷處理:
- 非關(guān)鍵部位小缺陷,按批準(zhǔn)工藝進(jìn)行焊補(bǔ)
- 焊補(bǔ)前預(yù)熱,焊補(bǔ)后需重新去應(yīng)力退火
- 關(guān)鍵受力面、加工面焊補(bǔ)必須經(jīng)客戶或質(zhì)檢書面確認(rèn)
- 打磨修整,保證外觀平整
三、質(zhì)量檢驗(yàn)與驗(yàn)收階段(定制件交付必備)
灰鑄鐵定制件執(zhí)行逐件檢驗(yàn)、逐爐驗(yàn)證,合格后方可入庫交付。
1. 化學(xué)成分檢驗(yàn)
- 每爐取澆注試塊,做全元素分析
- 確保 C、Si、Mn、P、S 符合對應(yīng) HT 牌號標(biāo)準(zhǔn)
2. 力學(xué)性能與硬度檢測
- 每爐隨鑄試塊,同爐熱處理后做抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)
-
鑄件本體多點(diǎn)布氏硬度檢測,常規(guī)范圍:
3. 金相組織檢驗(yàn)
- 石墨形態(tài):片狀,長度與分布均勻
- 基體組織:珠光體為主,無明顯游離滲碳體(白口)
4. 外觀與表面質(zhì)量檢查
- 無裂紋、冷隔、嚴(yán)重氣孔、夾渣、縮孔
- 無大面積粘砂,表面滿足后續(xù)加工要求
5. 尺寸檢驗(yàn)
- 按毛坯圖 / 零件圖檢測關(guān)鍵尺寸
- 常規(guī)樹脂砂工藝尺寸精度可達(dá) CT9~CT11
- 重要平面度、平行度、位置度需專項(xiàng)檢測
6. 無損檢測(按需執(zhí)行,高精度 / 受力件必選)
- UT 超聲波檢測:檢查內(nèi)部縮松、縮孔、裂紋
- MT 磁粉檢測:檢查表面及近表面開口缺陷
- 檢測結(jié)果按雙方約定等級驗(yàn)收
7. 標(biāo)識與追溯
- 每件鑄件打上永久標(biāo)識:爐號、零件號、型號
- 建立單件質(zhì)量檔案,全程可追溯
四、后續(xù)交付階段
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