铸造工艺作业指导书.doc

铸造工艺作业指导书文件编号： Q/KV-WD-15 编制： 日期： 审核： 日期： 批准： 日期： 颁布日期：2012.10.15 实施日期：2012.10.30ABV 铸造工艺作业指导书 Q/KV-WD-15 REV A 1.0主题内容与适用范围本规范规定了阀体、套管头、油管头等附件的铸造操作程序及要点。本规范适用于公司外协阀体、套管头、油管头等附件的铸造操作程序的铸造，铸件。2.0引用标准MSS SP-55阀门、法兰、附件和其他管件用铸钢件表面无规则测定的目视检验方法的质量标准GB7233-87铸钢件超声波探伤及质量评级方法GB5677-85铸钢件射线照相及底片等级分类方法GB9444-88铸钢件磁粉探伤及质量评级方法GB9444-88铸钢件渗透探伤及缺陷显示痕迹评级方法GB/T16253-1996eqvIso4991:1994承压钢铸件GB/T11352-89一般工程用铸造碳钢件GB/T3077-1999合金结构钢ASTM A370钢制产品力学性能试验标准试验方法和定义ASTM E709磁粉检验的标准指南3.0检验目的：本规范旨在定义昆山爱贝阀业有限公司的铸件的检验和组装票标准。这些指导方针以及PSCS，将被本公司的供货商和相关工作人员运用于首件检查，采购、进料检验，组装以及最终的稽核中。最终目的是为制造最好的零配件和组装件。4.0范围：本规范适用于昆山爱贝阀业有限公司运用于各种铸件制品及其样品试制、生产，以及和外协单位的成品、部品及其表面的喷涂。5.0职责：本规范由工程部负责制定，品保部负责实施和维护。6.0测试量具及工具：游标卡尺、郑尺、高度尺。7.0高压阀门是采油、采气井口装置的主要零部件之一，其本体结构如图1所示。技术要求：铸件不得有裂纹、缩孔和夹杂等铸造缺陷，经70MPa的水压试验，不允许有渗漏现象；非加工表面需进行荧光粉探伤，不允许有裂纹存在；加工面需进行湿磁粉探伤，不允许有夹杂、气孔、裂纹存在。2012.10.15发布 第1页共8页 2012.10.30实施 ABV 铸造工艺作业指导书 Q/KV-WD-15 REV A高压阀门本体结构图一8.0铸造工艺（1）采用水玻璃石英砂，由于石英砂至今为止没有很好的涂料使用，所以阀体内腔加工时，常出现夹砂现象，表面质量也很差，探伤时常出现微小裂纹。（2）采用水玻璃石英砂型芯，铸件阀座部位热节孤立，需采用顶部放置冒口的方法（如图2所示），但因冒口尺寸较大，难以清除，铸件工艺出品率仅为50%，砂芯清砂困难，很不经济。（3）采用呋？树脂砂作为型芯用砂，且在边法兰及阀座上部均采用保温冒口的工艺方案（如图3所示）。由于呋？树脂砂导热慢，保温冒口的保温作用不明显，因而冒口尺寸相对较大，而且阀座部位的芯砂由于顶部冒口的热作用，造成发气量较大，常使该部位产生气缩孔而报废。9.0.发热冒口的应用9.1针对以上情况，我们将发热冒口用于ZG1Cr13高压阀体铸件，型芯均采用呋？树脂砂，在中法兰及边法兰顶部放置发热暗冒口，而阀座部位采用冷铁激冷的方法，尾部也使用外冷铁激冷（如图4所示），成功地生产了ZG1Cr13高压阀门铸件。通过对铸件本体进行解剖和着色检查，铸件组织致密。现已生产近000件，铸件工艺出品率达78%80%，正品率达96%以上。2012.10.15发布 第2页共8页 2012.10.30实施 ABV 铸造工艺作业指导书 Q/KV-WD-15 REV A高压阀门本体结构图二高压阀门本体结构图三9.2采用呋？树脂砂生产的铸件表面光洁，尺寸精确，但由于其导热慢，若使用普通的纤维型保温冒口，其保温效果很不明显。对高合金如ZG1Cr13等要求组织致密图4的承压铸钢件，使用发热冒口，保温性能明显，能显著减少冒口的尺2012.10.15发布 第3页共8页 2012.10.30实施 ABV 铸造工艺作业指导书 Q/KV-WD-15 REV A寸，提高铸件的工艺出品率，并减少气割、气刨等后道工序的工作量，同时冒口尺寸小，减少了对砂芯的热影响，可大幅降低气缩孔的产生几率，铸件的正品率明显提高，经济效果明显。10.0防止增碳10.1消失模铸钢件容易产生增碳缺陷，目前在我国还没有很好的方法完全解决该种缺陷，这也是众多铸造厂家不敢上消失模或上了消失模生产线却不能批量生产的一个原因。增碳缺陷产生的原因主要是泡沫材料含有碳，浇注时泡沫燃烧分解出游离碳，碳侵入钢水所致。经过试验，发现其增碳有一定的规律性，即铸件表面增碳，而心部几乎不增碳；内浇口附近不增碳，而离内浇口越远，增碳越严重。采取如下相应措施，可使铸件成分基本在工艺要求范围内。a.选择含碳量少的泡沫材料，这是关键，目前消失模铸造用材料主要有EPS , STMMA , EPSMMA 三种，其含碳量依次减少。其中EPS 的特点是含碳量大，但其发气量小，浇注时不易返喷，且其价格便宜，在铸铁件和要求不高的铸钢件上应用较多。EPSMMA 的特点是含碳量少，但发气量大，易造成返喷现象，且材料价格贵，一般在低合金钢上使用较多。STMMA 则是兼顾两者的优点，具有发气少、含碳低的优点，是用消失模生产铸钢件的首选材料。b.利用离内浇口越远，增碳越严重的特点，在离内浇口最远端或在铸件的最高点设置冒口，使先进入铸件的增碳污染严重的钢水进人冒口内，同时冒口还起到集渣、集气的作用。使用该工艺，可使铸件整体含碳量控制在工艺要求范围内。c.消失模模样的密度非常重要，只要表面光洁，密度低，可带来增碳低和发气量少的好处。11.0防止返喷11.1返喷是消失模铸造中常发生的现象，返喷严重时可能会危及浇注工的人身安全，必须予以重视，为减轻喷现象，可采取如下措施。a.泡沫模型密度要小，在保证泡沫表面质量，保证模型强度的前提下，泡沫应做得越轻越好，以减少浇注时的发气量。b.泡沫模型上涂料前一定要烘干，每批泡沫模型目前应抽检其烘干过程的重量变2012.10.15发布 第4页共8页 2012.10.30实施 ABV 铸造工艺作业指导书 Q/KV-WD-15 REV A化，做出烘烤重量变化曲线图，只有在重量不再发生变化情况下方可上涂料。c.浇注系统，特别是直浇道和横浇道不应上涂料，这样可以使浇注时产生的气体能快速充分地抽走，而且不上涂料，节省了涂料的消耗。d.在浇口杯处上面盖一个档板，可把返喷上来的钢水挡住，使其不能飞溅出来，危及现场操作工人。12.0涂料在消失模中的主要作用a.避免钢水和砂子直接接触，保证铸件表面质量；b.提高泡沫的强度，使其在搬运过程中不变形；c.使浇注时产生的气体通过涂层排出抽走。13.0涂料的涂刷和涂料烘干a涂料的涂刷最好不要一次完成，一次完成涂刷由于很厚，涂料易开裂，应上两至三层，涂层整体厚度应控制在1mm 左右。控制涂层厚度的原则是，在铸件不粘砂的前提下，涂层应尽量薄，以便于气体能尽快通过涂层排出。b.每层涂料上完后必须要烘干，方可进行下一轮涂刷或造型，如果涂层没干透，浇注时钢水遇到水分会产生大量气体，造成返喷，另外涂层没干透，涂料透气性差，气体无法及时排出，易使铸件产生气孔、渣孔。14.0防止塌箱14.1当一箱中串联铸件较多时，由于各模型同时气化，造成真空度不够，易造成塌箱，防止塌箱应注意：a.保持砂箱内的足够的稳定的真空度。b.控制好浇注温度，同时浇注速度尽量与模型的气化速度一致，防止浇注过慢导致冷隔浇不进，造成塌箱。15.0注意事项15.1消失模铸造工艺优点是明显的，但是与其他铸造工艺一样，由于其工艺还不十分规范成熟，因此在决定上消失模前，应做到：2012.10.15发布 第5页共8页 2012.10.30实施 ABV 铸造工艺作业指导书 Q/KV-WD-15 REV A a.考虑自己的产品是否适应消失模铸造，应充分做好前期准备工作。b.每一件产品，其工艺都不一样，因此在批量投产前做好工艺试验，确定每种产品的工艺参数，解决试验中发现的各种缺陷，这样，投资才能得到及时回报。c.一旦试验取得成功，应尽快加大投资，投入批量生产，以占领市场。16.要求a.只要能采用消失模铸造工艺生产铸件就会带来很大的经济效益和社会效益，使环保得到大大的改善，使“黑色”铸造变为“白色”铸造。b.消失模生产中产生的返喷、塌箱等铸造缺陷可通过优化工艺，合理使用泡沫塑料，保证稳定的真空度等措施解决。c.增碳缺陷通过采用STMMA 泡沫塑料，摆放冒口，提高浇注温度等方法可以解决。d.用消失模工艺与熔模铸造工艺生产铸钢件齿体、齿套每件降低成本5 一10 元。c.消失模铸造劳动强度低，人员少，效率高，粉尘少，便于集中除尘，环境污染少。17.0质量控制要求检验标准：17.1检验员资格17.1.1检查员必须有下列一种或几种1.质量检验员一年工作经验2.经过至少40H系统的教育训练，或相关工作经历一年以上。3.特殊工作培训并通过验证，承认水平，能够立即从事检验工作。17.2制程检查所有的零件必需是无尘，无脂，无油和其它物质。由运输材料引起而且能够被空气吹走的灰尘是可被接收的。2012.10.15发布 第6页共8页 2012.10.30实施 ABV 铸造工艺作业指导书 Q/KV-WD-15 REV A17.3检验亮度80-120尺烛光（照时单位，指每英尺距离内之照度）17.4检验视角检验员要使工件水平面成30度角，并沿着垂直轴向左/右各旋转30度；有多各面的部件，每一侧都要当做一人单独的平面来检验。17.5所需时间17.5.1最大观察时间每10cm2用时4秒，每个面最多20秒时间（一般每5秒一个面），时间因部件的复杂程度而定。 铸件主要缺陷定义：类别序号名称特征孔眼1气孔在铸件部、表面或近于表面处有大小不等的光滑孔眼，形状有圆的，长的及不规则的，有单个的，也有聚集成片。，2缩孔在铸件厚断面内部，两交界限面的内部及厚断面交接处的内部或表面，形状不规则，孔内粗糙不平晶粒粗大。3疏松在铸件内部微小而不连惯的缩孔，聚集在一片或多处，晶粒粗大，各晶粒间存在很小的孔眼，水压试验时渗水。4渣眼在铸件内部或表面形状不规则的孔眼，孔眼不光滑，里面全部或部分充塞着溶渣。5砂眼在铸件内部或表面有充塞着砂的孔眼。孔眼6铁豆在铸件内部或表面有包含金属小珠的孔眼，常发生在铸铁件上。裂纹7热裂在铸件内部或表面有包含金属小珠的孔眼，常发生铸件上。8冷裂在铸件上有穿透或不穿透的裂纹（主要是弯曲的），开裂处金属表皮未氧化。9温裂在铸件上有穿透或不穿透裂纹，开裂片金表皮氧化，由于焊接或热处理不当引起。表面缺陷10粘砂在铸件表面上、全部或部份覆盖着金属（或金属氧化物）与砂（或涂料）的混合物（或化合物），或一层烧结的型砂，11结疤在铸件表面上，有金属夹杂或包含型砂或渣的片状或廇状物。12夹砂在铸件表面上，有一层金属瘤状或状物，在金属廇片和铸片之间夹有一层型砂。13冷隔在铸件表面上有一种未完全融合的缝隙或浅坑，其交接边边缘是圆滑的。铸件的形状14多肉铸件上有形状不规则的毛刺、披峰或凸出部分。15浇不足由于金属液未完全充满裂腔而产生的铸件缺肉。16落砂由于砂型或泥心大块脱落产生的，铸件产生多肉或缺肉。尺寸和重量不合格17抬箱由于金属液的压力，使上下型分离而造成的铸件外形及尺寸与图样不符。18错心铸件的一部分与另一部份在分型而上错开，发生相对的位移。19偏芯由于泥芯的位置发生了不应有的变化，而引起的铸件形状及尺寸与图样不符。2012.10.15发布 第7页共8页 2012.10.30实施 ABV 铸造工艺作业指导书 Q/KV-WD-15 REV A 18.0注意事项：18.1检测铸件前请仔细阅读作业指导书；18