重型灰铸铁工作台的铸造工艺.pdf

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2010年第6期
造设各与工艺
010年12月
FOUNDRY EQUIPMENT AND TECHNOLOGY
Dce. 2010 No6
铸造工艺
重型灰铸铁工作台的铸造工艺
蒋明超
黑龙江省齐齐哈尔市第一机床厂,黑龙江齐齐哈尔161000)
摘要:随着近些年来机床行业的快速发展,超重型高精度立式机床的生产成为我公司的主要产品结构。工
作台作为立式车床的主要零件,对导轨及工作台面的质量要求严格,不得有缩松、缩孔、密度差等铸造缺陷,针对
这种情况,在生产中采取了高温出炉,低温浇注,多次补浇,同时结合随流孕育和瞬时孕育,以起到加强孕育效
果,减少孕育衰退,从而获得了组织致密,质量符合要求的铸件。
关键词:工作台;缩松;缩孔;高温出炉;低温浇注;孕育
中图分类号:TG251
文献标识码:A
文章编号:1674-6694(2010)06-0025-02
Casting Process of Heavy Gray Iron Bench
JIANG Ming-chao
(Heilong jiang Province Qigihaer The First Machine Tools Plant, Qiqihaer 161000, China
Abstract: With the rapid development of machine tool industry in recent years, the production of super-heavy and high-preci
sion vertical machine becomes the main product in my company.As the main parts, the rail and the top surface of the bench is re
quired to have hot shrinkage and density defects. By applying high temperature melting, low temperature pouring and after teemin
times combined with stream inoculation and instant inoculation, the high quality castings with compact structure are produced
Key word: bench, shrinkage, high temperature melting. low temperature pouring, inoculation
重型灰铸铁机床工作台总质量达240t,分铸件型腔易粘砂等。针对这些问题制定了相应的铸
别由直径为5000m及两个直径为11000mm造工艺。
的半圆环把合在一起,几何尺寸要求非常严格。
1.1浇注位置的确定
公司目前的熔炼设备1台20t中频感应电炉,
按照重要面放在底部或侧面的原则,结合此件
1台20t保温炉。1台8t冲天炉。最大出铁量为的结构特点将工作台的台面置于铸型的底面
115t。考虑到熔炼设备的限制及生产时没有合适的1.2浇注系统引入位置及尺寸的确定
工装,在釆取地坑组芯造型时,严格控制轮廓尺寸。
浇注系统按半封闭式设计,即Aェi4横A=152:1
在熔炼过程由于受中倒包提温的限制,出铁时间及浇注系统横浇道截面大,金属液在横浇道中流速减
孕育时间比较长,所以孕育处理显得格外重要,特小,有利于稳定充型且挡脏效果较好,同时防止内
采用硅铁、硅钡孕育剂,分别进行随流孕育和瞬时浇道对型壁或型腔,砂芯冲砂,内浇道在筋板处引
孕育。以起到加强孕育效果,减少孕育衰退,从而获人。金属液进入型腔是分层,自下而上进行的,直浇
得组织致密的铸件。
道不能封闭,内浇道分散分层引入,金属液冲击力
1浇注工艺
小,充型平稳,且高温金属液在型腔的上部有利于
补缩排气。
根据理论知识和长期生产经验,工作台类铸件1.3浇注系统尺寸的确定
常见的铸造缺陷主要有缩孔、缩松、导轨面密度差
1)浇注时间的确定
根据公式浇注时间t=S2VCn=420s
收稿日期:2010-11-0
式中:t一浇注时间,s;
作者简介:蒋明超(1983-),男,黑龙江齐齐哈尔人,助理工程师,主
要从事大型灰铸铁件的铸造技术工作。
S2壁厚系数;
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Dec 2010 No6
俯造设备与工岂
2010年第6期
一型内金属液总质量
2)浇注系统横截面积的确定タg
5)按牌号及
热节圆直径确定
明顶冒口
94000(0.31×x0.55×420x12)
冒口颈:HT300冒
0.3luvhp
日颈d=06mmvx
367 cm
T=60mm。
式中:A内阻流截面面积,cm2;
G流经A阻截面积的金属液质量,kg3合型力及压箱
图1铸件工艺图
k一一浇注比速,ky(cm2·s)
经计算需合型力的为280,所以加380t压铁
一流量损耗系数
压箱。
H平均静压头高度,cm。
设计内浇道32道,截面尺寸为32个40mm,
4熔炼要求
内浇道实际总截面积为∑A内=402cm2
1)对化学成分的要求。铸件的化学成分对铸件
3)横浇道、直浇道截面积的计算
质量影响非常大。工作台类铸件导轨面要求有好的
设计∑A機=∑A内x2/1-=804cm3
强度、硬度,同时组织要求致密,不能有缩松,气孔
横浇道釆取3个横浇道,单个横浇道截面积为等铸造缺陷。
93.5cm2,其实际截面积∑A横=748cm3
表1帅料配比
(质量分数/%
直浇道采取8个直径为小90mm,直浇道单个
C
Si
P
截面积为63.6cm2实际截面积为∑A直=512cm2。
3.20-3.3011.60-1.800.80-1,00<0.12<0.10
4)实际浇道截面积比
2)对原材料的要求:一般尽量选用优质的炉料,
A直A横A内=1.3:1.9:1
同时采用增碳剂调整含碳量,进而加大废钢的加入
根据预算,横浇道能够充满,有利于排气和挡渣。量达到50%,生铁控制在30%以下。从而提高铸件
2补缩系统的设计
的力学性能及好的切削性能。
3)在熔炼过程中,要求铁水进行高温精炼,以
1)灰铸铁的补缩以浇注系统后补缩及灰铸铁提高金属液的纯净度。在1500℃~1510℃短时间
的石墨化膨胀自补缩为基础,同时考虑到铸件本身精炼,以达到提高铸件的内在质量。
的结构特点,合金成分,冷却条件等因素,不能满足
4)由于倒包提温的限制,出铁时间及孕育时间
后补缩及自补缩时,增加冒口,帮助补缩,冒口位置比较长,所以孕育处理显得格外重要,特采用硅铁
按避免铸件热节处摆放。
硅钡孕育剂,分别进行随流孕育和瞬时孕育。以起到
2)工作台导轨面在分箱面上部,为有利于铸件加强孕育效果,减少孕育衰退,从而获得致密组织
的凝固及补缩,采取在厚大导轨面上摆放石墨冷铁
5)为防止冷隔,浇不足类铸造缺陷,浇注温度
进行激冷,石墨冷铁在使用前要烘干,确保冷铁不控制