灰鑄鐵厚件砝碼的鑄造工藝

摘要: 砝碼重量 5t 、厚 600 mm , 材料牌號(hào)為 HT150 。采用壓邊熱冒口, 鐵液經(jīng)由冒口入鑄件型腔。為防止表面縮陷、內(nèi)部縮孔, 曾在型腔內(nèi)設(shè)置量?jī)?nèi)冷鐵, 不但冷鐵的準(zhǔn)備和固定工作量很, 而且鑄件質(zhì)量并不好。后來(lái)考慮到該鑄件厚, 且碳當(dāng)量較高, 自補(bǔ)縮能力, 因而取消冷鐵, 獲得了的鑄件.

本文所述鑄鐵砝碼采用 HT150 灰鑄鐵制作, 單重 50t ,形狀為圓餅狀 , 厚 600 mm, 屬厚重型鑄件。用于450 t / 80 t 起重機(jī)電子秤的標(biāo)定, 砝碼裝載結(jié)構(gòu)件砝碼罐中。砝碼重量偏差要求達(dá)到 Ⅱ 級(jí)重量偏差標(biāo)準(zhǔn)及不于 2.5% 。鑄件易產(chǎn)生縮孔、縮陷、粘砂、裂紋、等。

1 原工藝概況及存在的問(wèn)題采用冷硬呋喃樹(shù)脂砂造型, 澆注系統(tǒng)、冒口見(jiàn)圖1 。由于鑄件比較厚, 曾擔(dān)心中心部位易產(chǎn)生表面縮陷和內(nèi)部縮孔, 為此鑄件內(nèi)部設(shè)置了四層冷鐵, 每層冷鐵之間要用子固定, 見(jiàn)圖 2 。質(zhì)量要求比較高的鑄件要制作材料相同的內(nèi)冷鐵, 冷鐵表面要打磨或機(jī)械加工去除氧化皮, 以防止在澆注過(guò)程中產(chǎn)生氣體。內(nèi)冷鐵規(guī)格及放置量要經(jīng)過(guò)計(jì)算。即使這樣也可能因工藝因素波動(dòng)及計(jì)算誤差而出現(xiàn)裂紋、縮孔、氣孔等, 且由于要固定內(nèi)冷鐵而不可避免在鑄件表面留下子痕跡而影響表面質(zhì)量, 且制作和放置冷鐵費(fèi)時(shí)費(fèi)力

工藝改
( 1 ) 鑄造工藝
由于此鑄鐵砝碼材料 HT150 為接近共晶成分灰鑄

圖 1 鑄鐵砝碼鑄造工藝
Fig.1 Foundry method of the counterweight

灰鑄鐵砝碼及球墨鑄鐵
Gray and Nodular Irons現(xiàn)代鑄鐵 2006 / 236鐵, w (C) 、 w (Si) 含量較高( 碳當(dāng)量約 4.1% ) , 而且為厚件, 比較適合于采用無(wú)冒口鑄造或采用尺寸較小的冒口補(bǔ)縮, 為此決定取消冷鐵, 仍采用圖 1 所示的壓邊冒口, 壓邊寬度為 15~20 mm 。冒口尺寸為220×350×350 mm , 澆道通過(guò)冒口( 熱冒口) 、兩端引入鐵液。由于鑄件比較高, 采用階梯式澆注系統(tǒng), 徑向引入鐵液, 充型平穩(wěn)。直澆口 φ 80 mm 兩個(gè), 內(nèi)澆道上下兩層各 6 道, 兩側(cè)開(kāi)設(shè)。為防止鐵液靜壓力及石墨化膨脹引起型腔擴(kuò), 使石墨化膨脹能充分用于自補(bǔ)縮, 鑄型必須有足夠的剛度, 因此必須做到:① 填砂時(shí)必須舂實(shí); ② 砂箱必須有足夠的度; ③ 合型時(shí)在緊箱卡子與箱耳之間用楔鐵塞緊, 步增鑄型剛度

( 2 ) 化學(xué)成分
由于灰鑄鐵砝碼的密度主要決定于化學(xué)成分、冷卻速度, 化學(xué)成分控制范圍為( w B / % ) : C 3.2～3.5, Si1.8～2.1 , Mn 0.6~0.9 , P ≤0.2, S ≤0.12 , 鑄件的密度符合要求, 鑄件不重。

( 3 ) 澆注溫度
由于此鑄鐵砝碼件厚, 形狀簡(jiǎn)單, 選擇比較低的澆注溫度, 以減少液態(tài)收縮量。澆注溫度定為 1 260～1 300 ℃ 。由于此件比較厚為減小內(nèi)外溫差必須保溫足夠長(zhǎng)的時(shí)間, 以免產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力引起鑄件開(kāi)裂。

3 生產(chǎn)效果
按此工藝共制作 6 件, 均表面光潔, 無(wú)縮孔和表面縮陷、裂紋等鑄造, 尺寸及重量準(zhǔn)確, 重量zui為 50 118 kg , zui小為 5 024 kg , 均在偏差范圍內(nèi),取得了預(yù)期的效果