s10y-20500b剪板机油箱铸件的凝固工艺

s10y-20500b剪板机油箱铸件的凝固工艺

p12y-20250b剪板机油挤出，材料重量qt5500-7，由360mm220mm圆柱形段、厚度310mm、厚度270mm和长520mm套筒段组成。全长740mm，件重（g）25kg。油缸内孔粗糙度Ra0.8,作32MPa×25min耐压试验不得渗漏。原工艺按顺序凝固原则,将铸件热节⌀310mm×220mm放在上部,在其上再安放1个⌀360mm×300mm的冒口见图1,工艺出品率59%。在冒口下的铸件⌀310mm处切取⌀10mm抗拉试样,检查力学性能,抗拉强度σb为383MPa,延长率δ为1.55%,试样宏观断口出现点状黑斑,石墨呈枝晶、碎块状,基体为7%粒状珠光体、其余为铁素体,耐压试验漏油。分析原因,⌀310mm×220mm热节几何模数为5.3cm,凝固时间160-190min,在其上放⌀360mm×300mm冒口后减少了和冒口接触处的散热面,实际模数增加到7.01cm,凝固时间290～300min。凝固时间的延长产生的孕育衰退和球化衰退是造成废品的主要原因。根据均衡凝固工艺,将⌀310mm×220mm热节放在浇注位置的下部,安放冷铁激冷,上部沿套筒延长60mm做为集渣冒口,其上采用补缩式雨淋浇注系统充填、补缩,克服了油缸铸件的缺陷,获得成功。本文介绍均衡凝固工艺和补缩式雨淋浇注系统的设计过程。1石墨热节自补缩充放电浓缩遵循球铁件顶注优先,分散多道引入,利用浇注系统补缩作用和凝固过程石墨化膨胀自补缩作用,不另设补缩冒口,采用立浇工艺将⌀310mm×220mm热节部分放在浇注位置的下部,将薄壁套筒部位放在上部,采用补缩式雨淋浇注系统充填和补缩,见图2。2采用收缩模数法设计雨水池系统2.1u2004生产⌀310mm×220mm热节部分体积V1=16596cm3,几何散热面积A0=3122cm2,其几何模数M热几何=5.32cm,安放⌀270mm×70mm冷铁后,当量冷却表面积As。As=A0+2Ach=4630cm2式中Ach——放冷铁处的表面积。放冷铁后铸件⌀310mm×220mm处的实际模数:M件=3.58cm。铸件薄壁套筒处的模数:M薄=3.5cm。质量周界商Qm=GΜ件3=3253.583=7(kg/cm3)Qm=GM件3=3253.583=7(kg/cm3)收缩时间分数Ρc=1.0e(0.65Μ件+0.01Qm)=0.09Pc=1.0e(0.65M件+0.01Qm)=0.09收缩模数系数f2=√Ρc=0.3f2=Pc−−√=0.3铸件收缩模数Ms=f2M件=1.07cm2.2采用收缩模数法设计雨水池系统的尺寸(1)直流道流通系数式中f1——冒口平衡系数,取f1=1.0f3——冒口压力系数,取f3=1.0f直流——直流道流通系数,取f直流=0.75计算得:M直=0.8cmD直=5M直=⌀40mm,取⌀45mmA直=16cm2,M直实=0.9cm(2)横浇道横截面计算式中f横流——横浇道流通系数,取f横流=0.8。计算得:M横=0.85cm,取横浇道40/50mm×50mm,A横=22.5cm2,M横实际=1.1cm,∑A横=45cm2。(3)浇道长度系数式中fp——流通效应系数,取fp=0.45f4——内浇道(冒口颈)长度系数,取f4=0.7计算得:M内=0.33cmD内=4M内=⌀13mm,取雨淋孔为⌀12/⌀18×50mm,20只,∑A内=23cm2。(4)烹饪准备A直∶∑A横∶∑A内=16∶45∶23=1∶2.8∶1.4。(5)浇注时间及浇注速度计算上箱和浇口盆总高度H=36cm雨淋孔(内浇道)有效压力头hp计算直浇道、横浇道流量系数,取μ1=μ2=0.55内浇道流量系数,取μ3=0.5有效截面比k1=μ1A直μ2∑A横=0.36k2=μ1A直μ3∑A内=0.77hp=k221+k12+k22⋅Η=12.33cm浇注时间τ=G0.31μ3∑A内√hp=26(s)平均液面上升速度VL=铸件高度浇注时间=28mm/s。其中底部厚实圆柱部分V1L=24mm/s,上部套筒部分V2L=30mm/s。均在资料给出的雨淋浇注系统正常液面上升速度15～30mm/s范围内。3防止石墨变质和冶金措施(1)最佳残留镁量的确定用纯镁作球化剂生产100t、200t万能材料试验机油缸铸件时,最大断面尺寸⌀350mm,未发现大断面中心部位有宏观黑斑,只是在用稀土-镁作球化剂时才出现上面所述的缺陷,这说明球化处理后的残留镁量对防止产生球化衰退十分重要。最佳残留镁量为(w)0.05%,残留稀土量0.025%。生产时选用含镁量较高的球化剂。从油缸本体取样,材质化学成分见表1。(2)浮硅育苗剂孕育处理对防止和延缓球化衰退有重要作用。对油缸铸件选用粒度为5～10mm,孕育总量为1.30%的75SiFe孕育剂,其中0.40%覆盖在球化剂上,0.60%加在出铁槽中,0.30%以块度为50～70mm,浇注前加在铁液包咀前进行瞬时浮硅孕育。(3)抗拉试样的制备采用新工艺生产出的剪板机油缸完全消除了原断面宏观断口上的点状黑斑,在⌀310mm处取样加工成⌀10mm抗拉试样,断口银白色,其显微组织石墨呈球状、无枝晶石墨,基体组织为15%片状与粒状珠光体,其余为铁素体。新工艺与原工艺工艺参数、性能、组织对比见表2。4工艺的东北部从油缸体⌀310mm处取样,其力学性能达到QT500-7技术要求。经机械加工后油缸的组织致密,无缩孔、缩松缺陷,经32MPa的耐压试验,