铸态球墨铸铁螺母湿型一次成形生产实践

铸态球墨铸铁螺母湿型一次成形生产实践

随着我国广泛应用技术的进步，铸造原材料、炉料、铸造机械、质量监控设备等新技术的提高，铸造环氧化铸铁的生产和质量水平不断提高。铸造环氧化铸铁的性能稳定，可以取代一些精确的铸造钢产品。铸态球墨铸铁螺母是我公司生产的主要产品之一,经过十几年努力,实现了采用普通湿型砂铸造直接一次成形,并进入欧洲铸件市场。本文以铸态球墨铸铁螺母一次成形生产实践,阐述其生产工艺与质量控制。我公司在通过ISO9001—2000质量体系认证的基础上,进一步完善工艺受控中的各个环节,全面加强铸件质量全程监控,用普通湿型成功铸造出质量合格的铸态球墨铸铁螺母。1.铸造工艺的难点铸造螺母结构如图1所示。铸造螺母是管道、建筑行业联接管螺栓零件,该产品属于简单小件,单重1.6kg。但客商要求棱角分明、表面光洁、铸字清晰,成品铸件不允许焊补,其难点在于铸件壁厚很薄,最薄处只有2.7mm(远小于铸造常规技术规范和参数,球墨铸铁最小壁厚4mm的要求)。同时内螺纹需一次成形铸出,不能有夹渣、浇不足、多肉等缺陷。产品质量控制的关键:高温铸态球墨铸铁薄壁浇注成形,螺母内腔铸造公差(65±0.5)mm,超过了CT7级精度。2.铸型金属液压力u铸造工艺必须保证铁液高温快浇,增加铸造金属液体的填充能力,采取措施提高型腔平均压头,克服铸型金属液流动内阻力。针对该件最小壁厚仅2.7mm,采用大流量快速浇注工艺,一箱铸件加浇冒口重约9kg,需4s内浇完。3.煤粉加入量对铸件粗糙度的影响(1)控制型砂水分,严格执行配砂工艺。(2)采用优质煤粉,以尽量减少煤粉的加入量。(3)控制型砂粒度分布及膨润土加入量,确保铸型透气性和铸件表面粗糙度值。(4)现场型砂配制是一个浮动难控的铸件质量影响环节,把型砂质量检查岗位放于现场,在人工控制的环境中,随送砂带式输送机抽查仍是可行之举。4.热芯盒覆膜砂芯设计铸造工艺如图2所示。铸态球墨铸铁螺母用湿型铸造时,必须提高铸型的刚度,控制铸型紧实度,采用微震压实机器造型,严格控制造型机震击时间,达到铸型标准硬度。另外,加大工装投入,采用射芯机制芯工艺是铸造螺母能否达到连接工作性能的关键,其螺纹铸态关键在于芯盒制作精度和射芯机模具制造的砂芯排气系统,如图3所示。这种热芯盒覆膜砂制芯一次成形(完成填砂、烘干、脱模)工艺,保证砂芯优质高效制造。砂芯采用中间加铁芯骨,射制成中空砂芯,可降低生产成本。同时尽量缩短芯头长度,每端长只有18～20mm。5.废钢和铁液的球化冲天炉熔炼生产铸态球墨铸铁铁液,温度受焦炭和原材料等多方因素制约,原材料不达标则影响出铁温度,出炉温度达不到1480℃以上。因此,生产中采用冲天炉-电炉双联熔炼,高温铁液是螺母浇注成形的前提。选用QT400—15,基体为铁素体球墨铸铁,控制铁素体>85%,珠光体<15%,渗碳体<3%,球化等级3级以上。化学成分控制:wC=3.5%～3.9%,wSi=2.2%～3.0%,wMn=0.1%～0.3%,wP<0.05%,wS<0.025%。回炉料严格分类,绝对不能乱料,废钢严格挑选和处理,块度小于1/3炉径,孕育剂、球化剂使用前进行烘烤处理,烘烤温度为300～400℃,粒度3～5mm,随铁液冲入包内,采用冲入法球化处理,球化剂用专用覆盖剂盖严舂实,绝不能让铁液流直冲球化剂,先放2/3铁液,等反应完毕再加剩余的1/3铁液。随流加入孕育剂,充分搅拌扒渣。在8min内浇完。出铁温度控制在(1480±20)℃,每包检查三角试块、金相试棒,每包浇到2/3时做本体金相分析,以确定铁液球化情况,进行取舍。现场浇注要求准确快速,根据季节天气情况严格控制铸件开箱时间。6.初检铸件落砂,敲去浇冒口,送至清理工部,先抛丸再打磨,同时用检规检测相关尺寸。第一是螺纹,第二是颈口内径49.5+00.8mm,上端面要仔细打磨,保证平整度为0.5mm,初检合格后装箱转送到下道工序进行电镀处理,电镀后装箱外运。在工序进行各环节,要防止铸件磕碰,用不同颜色的周转箱进行工序流程运输。7.砂芯芯头的技术优点通过用覆膜砂半精铸螺纹生产,提高了企业铸造产品精度水平,随后相继接到一大批类似订单,光螺母就有10余种,积累了一次成形铸造螺母的生产经验。(1)不能被书本的条条框框所约束,如球墨铸铁的最小壁厚完全可以做到2mm,砂芯芯头完全可以再小一些,既节约用砂,也缩小了砂箱尺寸,提高了造型面积的利用率。(2)严格控制产品质量,满足欧洲标准。如每包浇注2/3处插标记,检验本体,可有效地杜绝球化衰退的漏检。(3)球化剂、孕育剂粒度控制在3～5mm,在有效覆盖缓冲下,既保证球化孕育正常,又减少了料硬,尤其能提高球化等级,杜绝硬质点。(4)每炉严格注明炉号,做到每炉都心中有数,不串号混乱。(5)采用过滤技术,有效挡除熔渣、杂质,