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大型铸钢端盖铸造工艺设计
发布时间：2013-07-26 08:10 来源：未知
某公司出口俄罗斯的大型球磨机端盖（形状及尺寸如图1）材质为ZG230-450，在Fe-C相图中位于包品区，且铸件的尺寸较大，壁厚较薄，其凝固特性决定了铸件易形成显微疏松，磁粉探伤后出现超标磁痕显示，特别是精加工后不宜进行返修焊补和回火处理。由于产品壁厚变化较大，在小端法兰轴颈处和R处上述问题更难控制，严重影响产品质量，成为制约生产和延误交货期的最主要问题。针对上述问题，通过计算机凝固过程模拟，合理使用保温冒口、补贴和冷铁技术，优化铸造工艺，解决铸件缩孔、缩松问题，生产出了合格铸件。
1、工艺方案
采用图1所示大喇叭口朝上的工艺方案。缩尺选用1.8%。加工余量：外网处，大法兰外网按标准放量，其余部位10～15 mm；上、下面处，轴径两端余量可适当减小，内锥面余量≤25 mm，其余按标准放量；内网处：按标准放量。工艺出品率：63%～66%。
2、工艺设计
模型端盖形状为一回转体，加之直径较大，采用轴杠及立柱刮板对造型有利，且节省木模费用。因此，轴径部分做抽心实样，外锥面轴杠刮板，内锥面做假箱刮板。
补贴设置 内圆设置整圈补贴，补贴下端距底面的高度约为轴径断面厚度的3倍（取400mm），补贴斜度约1: 10。补贴上部做直，下端不超过大R下切点。以此增加冒口补缩通道的宽度，保证冒口金属液对端盖轴径底部顺利进行补缩和铸件顺序凝固。
冷铁设置 小头端法兰底面整圈挂砂冷铁200 mm×150 mm；小端法兰外侧面设置整圈挂砂冷铁100 mm×160 mm；大端法兰外锥面外圈凸带处，即明、暗冒口之间设置整圈挂砂冷铁150 mm×80 mm。内圆砂芯下部间隔放置300 mm×150 mm×80 mm挂砂冷铁，间距100～150 mm。挂砂层厚15mm。
冒口设置 放置补贴后，画出R区热节网(直径工)；以外锥面放置冷铁处为分界线，分别计算出内、外两部分质量G内和G外。内圈设置4个明冒口，冒口直径D≥1. 5T，浇高≥1.3D，冒口质量占被补缩部分（G内）的55%左右，取冒口尺寸∮650 mm，冒口套+800mm，冒口下面做冒口座，冒口座向下起模，斜度3。，与铸件接触处网角做出；冒口位置要考虑补缩锥面最里圈的一条凸带。大法兰外圈放置12个暗冒口，冒口直径d≥1. 5a，双边补缩距离L≤5.5a（以为法兰厚度）。冒口尺寸声300 mm，冒口套尺寸为∮400 mm。当L一5.5～7.0a时，在冒口之间放置挂砂冷铁。
浇口设置 采用阶梯式浇注系统，浇注温度1550℃，以保证内圈冒口为高温钢液，有利于补缩，同时，当浇到外圈冒口的一定高度时，开始点浇冒口，使铸件上所有冒口内钢液的温度均较其补缩部位的钢液温度高，有利于铸件补缩，保证铸件顺序凝固，以获得健全的铸件。
3、工艺结果
采用上述工艺，保证了铸件的顺序凝固和金属液有效补缩，获得了结构完整、无缺陷的铸件。从2002年至今，用此工艺成功的生产了46个该型端盖，铸件加工后超声波探伤合格，符合商检要求。
