厚板工程机械手摇杆铸造工艺

厚板工程机械手摇杆铸造工艺

1zg42crmo结构动摇杆是厚板设计用于移动冷床上的重要因素。它对工作中的巨大影响。探测器需要超声波和磁粉的检测，质量要求很高。铸件最大轮廓尺寸为2748mm×850mm×750mm,铸件壁厚变化较大,最大处壁厚为200mm,最小处壁厚为70mm,铸件重量5024kg,形状结构如图1所示。铸件材质为ZG42CrMo,调质处理,硬度200～250HB,屈服强度σs≥450MPa,抗拉强度σb≥830MPa,铸件制造难度较高。由于铸件壁厚变化较大,热节较多,易产生裂纹,铸件粘砂可能性也较大,表面质量不好控制。且铸件易产生变形缺陷。2雕塑工艺设计2.1设计工艺流程考虑铸件的技术要求,确定遵循顺序凝固的原则,结合我公司的生产经验,确定采用平浇方案、两开箱造型。分型面选择在中间圆柱的上平面,分型面以上为上箱部分,下部为下箱部分,模型结构及浇注位置如图2所示。2.2工艺参数的确定(1)收缩尺子考虑该铸件收缩受铸型的机械阻碍影响较大,选择模样缩尺为1.8%。(2)内孔加工余量对面精度的影响由于铸件轮廓尺寸较大,为保证加工面精度,选择上表面加工余量为18mm,下面和侧面的加工余量为15mm,内孔加工余量为12mm。(3)分类计数分型负数选择3mm,设计在上箱。2.3浇注系统设计考虑到铸件外型轮廓尺寸较大,铸件质量要求较高,为保证钢液快速充满型腔,减少钢液对上箱的烘烤时间,避免出现夹砂缺陷,设计浇注系统为开放式底返浇注系统,直浇道采用⌀100mm一个,横浇道采用⌀80mm两道从中间往两边分开,内浇道采用⌀60mm四道,如图3所示。2.4冒口设置方案由于铸件局部热节较多,为保证形成由铸件向冒口的顺序凝固,保证铸件内部组织致密,探伤合格,我们依据实践经验,并结合CAE铸造仿真凝固模拟,确定冒口设置方案如图4所示。采用腰型260mm暗冒口3个,高650m;圆形⌀200mm暗冒口2个,高350mm;腰型240mm暗冒口2个。为防止铸件变形,设计⌀40mm拉筋一条。3生产质量控制3.1起模过程控制采用实样木模制作,要保证整体强度和刚度,在吊运、起模过程中不得有任何变形,模样要做出起模吊鼻,保证吊运起模安全。模样要求表面光洁度达到1级,棱角分明。铸造圆角要从外模及芯盒中做出来。3.2散砂管安装在浇注系统内造型时要注意上下箱多扎出气眼,保证出气畅通;浇注系统采用专用陶瓷耐火砖管,摆放浇口时要仔细,防止散砂进入浇注系统内,两砖管的连接要紧密,防止连接错位。芯头下部要多扎出气孔,防止浇注时出气不畅通导致铸件产生气孔缺陷。制芯时要注意保证芯骨强度,芯骨位置不能阻碍铸件收缩,在芯子的圆角部位和中间轴孔芯子的外表面覆10～15mm厚铬铁矿砂,防止出现粘砂缺陷。3.3芯子及芯头部位各出气孔是否通畅下芯前先将砂型清理干净,然后涂刷两遍醇基锆英粉涂料,充分烘干后,开始下芯子,注意检查芯子和芯头部位各出气孔是否畅通。下好芯子后,按图纸检查砂型型腔是否符合图纸尺寸要求,然后再将芯子上的吊鼻用水玻璃石英砂修补好,用CO2气体吹干,刷两遍醇基锆英粉涂料,烘干后再将型腔内散砂重新清理一遍。3.4确定砂型的操作要点合箱前要注意检查芯头、芯座出气孔是否畅通,尺寸形状是否符合图纸,浇冒口系统和型腔内是否干净,芯头、芯座间隙是否填严,防止钢液钻入或跑火。放箱的地面要平整并做好出气通道。浇口杯一定要用直径为ϕ100mm的专用浇口杯,不许用砂质浇口杯。合箱时将下好芯子的砂型再次检查一遍,确认砂型无误后再开始合箱操作,在下箱型腔周围应放一圈泥浆,压上软纸后先进行验箱检查尺寸。砂型全部确认合格后再进行合箱。最后打好箱卡子,将箱缝用型砂塞紧,防止浇注时跑火,然后放好外浇口准备浇注。3.5浇注温度对铸钢件的影响钢液的纯净度及浇注温度直接影响铸件的质量。S、P等有害元素含量越高,裂纹倾向性越大,钢中夹杂物与偏析越严重,越易造成应力集中。加强工序质量控制,采用变质处理及钢包底吹氩技术严格控制钢液质量,减少钢液中气体及有害元素含量,控制浇注温度和浇注速度,增加钢液的补缩能力,保证铸件组织致密。冶炼时成分按中限控制,炉前脱氧,在包内采用稀土硅进行变质处理,出钢温度控制在1590～1610℃。出钢前要保证各元素含量在限定区间范围内。浇注温度对铸钢件的质量有较大的影响,若浇注温度过高,铸钢件的收缩值增大,气体含量增大,钢液对铸型的热作用增强,使铸钢件容易产生缩孔、气孔、变形、裂纹和粘砂等缺陷;当浇注温度过低时,钢液的流动性差,易使铸件产生冷隔、浇不足、夹杂等缺陷。铸钢件的浇注温度一般按其材质的熔点加40～80℃。控制在1535～1550℃。浇注时及时引火,并采取防跑火措施。先慢浇,然后大流快浇,最后慢浇。浇满后停3min充点冒口一次,然后再停5min充点冒口一次。采用底注式浇包(不许用新砌的钢包),钢包必须保持干燥,烘包温度要保证在800℃以上,出钢后钢液在包内镇静时间大于7min开始浇注。3.6易产生变形和开裂该铸件属于中大型合金钢铸件,且壁厚差别较大,生产时由于砂芯的阻碍而存在较大的应力,极易产生变形和开裂。在浇注8h后松开砂箱的紧固装置,让铸件自由收缩,38h后打箱清理,200℃以上热割除冒口。4u20