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出口用箱體鑄鐵砝碼鑄造缺陷的消除方法 說明：

0.引言

某機(jī)組的箱體鑄鐵砝碼是該機(jī)組高壓部分的關(guān)鍵部件，材質(zhì)為〇6Crl3Ni4Mo不銹鋼，設(shè)計(jì)上要求該部件承受髙溫高壓的工作條件，因此對(duì)鑄鐵砝碼的表面及內(nèi)在質(zhì)量要求很高，對(duì)蒸汽進(jìn)口部位和法蘭面都有很高的探傷要求。該鑄鐵砝碼壁厚32mm，分為中心部位的大型腔和4個(gè)小型腔，整個(gè)鑄鐵砝碼結(jié)構(gòu)對(duì)鑄鐵砝碼的補(bǔ)縮和芯子的定位難度都很大，形狀也比較復(fù)雜，如果工藝考慮不周全，整個(gè)鑄鐵砝碼的流動(dòng)性、壁厚和清理都會(huì)受到影響，而鑄鐵砝碼的質(zhì)量也難以保證。不銹鋼鑄鐵砝碼由于材質(zhì)特殊，鑄造性能比較差，其鑄造難度要高于一般低合金鋼鑄鐵砝碼，尤其是類似于箱體、閥體類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄鐵砝碼，更容易出現(xiàn)鑄造缺陷。在箱體鑄鐵砝碼的生產(chǎn)過程中鑄鐵砝碼局部出現(xiàn)如下缺陷并造成報(bào)廢:

1)局部鑄造表面有冷隔出現(xiàn)。

2)表面有縮松缺陷。

3)表面出現(xiàn)大面積皮下氣孔。

1原因分析

1)不銹鋼材質(zhì)〇6Crl3Ni4Mo的鋼液含鉻量髙，其流動(dòng)性比一般的低合金鋼要差，易產(chǎn)生冷隔和表面皺皮等缺陷。在鑄鐵砝碼生產(chǎn)過程中，原工藝方案(見圖2)在厚壁位置全部采用腰形明冒口，其澆注系統(tǒng)分布不夠均勻，導(dǎo)致鑄鐵砝碼充型時(shí)局部金屬液流動(dòng)充型效果較差，補(bǔ)縮困難，在鑄鐵砝碼的表面局部出現(xiàn)冷隔，影響鑄鐵砝碼的表面質(zhì)量。

2)不銹鋼鑄鐵砝碼出現(xiàn)皮下氣孔的概率比一般的低合金鋼要高。在鑄鐵砝碼的凝固過程中由于砂型排氣不夠通暢，大量氣體侵入鑄鐵砝碼表面難以排出，具體表現(xiàn)在鑄鐵砝碼的表面局部出現(xiàn)大量的皮下氣孔，影響鑄鐵砝碼的表面質(zhì)量。

3)體收縮使鑄鐵砝碼最后凝固的地方出現(xiàn)宏觀或微觀的縮孔，而不銹鋼材質(zhì)由于體收縮率高于一般的低合金鋼，且冒口的橫向補(bǔ)縮能力弱，冒口的補(bǔ)縮距離相對(duì)較短，因此更容易出現(xiàn)縮孔，具體表現(xiàn)在鑄鐵砝碼的局部熱節(jié)位置出現(xiàn)縮孔，影響鑄鐵砝碼的內(nèi)在質(zhì)量及力學(xué)性能。

2解決方案

鑄造凝固過程的數(shù)值模擬不同于傳統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)模式，其主要作用是在凝固過程中預(yù)測(cè)鑄鐵砝碼缺陷產(chǎn)生的可能性及位置，如縮孔、縮松和熱裂等，分析工藝參數(shù)對(duì)工藝實(shí)施結(jié)果的影響，便于技術(shù)人員對(duì)所設(shè)計(jì)的鑄造工藝進(jìn)行驗(yàn)證和優(yōu)化，為鑄鐵砝碼質(zhì)量的提髙以及進(jìn)行宏觀和微觀深層次研究提供了新的手段。

通過數(shù)值模擬軟件對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，改進(jìn)澆注系統(tǒng)及冒口的參數(shù)及分布。改進(jìn)后工藝方案，整個(gè)型腔為完整的1#芯子，通過芯頭對(duì)砂芯進(jìn)行定位，在壁厚較厚部位擺放冷鐵，增大其補(bǔ)縮能力，同時(shí)增加了通冒口的澆道，采用腰形明冒口和腰形暗頂冒口相結(jié)合的方式，增大1#冒口尺寸，將4#腰形明冒口改為腰形暗頂冒口，3#圓柱形明冒口改為腰形明冒口，降低了冒口高度。箱體的鑄造表面出現(xiàn)的皮下氣孔缺陷，主要分布在鑄鐵砝碼的表面以下一定深度的范圍內(nèi)，在4#腰形暗頂冒口擺放澆口用于排氣，同時(shí)在關(guān)鍵部位擺放通氣繩，扎排氣孔，加強(qiáng)砂型的排氣措施，減少了鑄鐵砝碼表面出現(xiàn)氣孔的概率。鑄鐵砝碼內(nèi)部出現(xiàn)的縮孔、縮松缺陷，主要分布在鑄鐵砝碼的壁厚較厚部位，通過數(shù)值模擬軟件對(duì)鑄鐵砝碼凝固時(shí)的溫度場(chǎng)和澆注充型時(shí)液相分布情況進(jìn)行模擬分析，修正相關(guān)的工藝參數(shù)。

以上是出口用箱體鑄鐵砝碼鑄造缺陷的消除方法的詳細(xì)內(nèi)容，望采納！