东北大材料成型工艺学（上）课后作业-铁路铸钢件湿型粘土砂铸造工艺优化

《材料成型工艺学（上）》课后作业——铁路铸钢件湿型粘土砂铸造工艺优化及缺陷防治班级：成型1304班学号：20132354 姓名：杨梦奇电话：182-0242-0397铸件特点铸件名称：17型车钩钩体铸件重量：单件重190公斤铸件材质：铸钢铸件结构特点：铸件外型尺寸975×574×496mm，铸件结构包括钩头，钩身，钩尾三部分，钩头结构复杂，钩身内为空腔，壁厚不均匀，钩尾厚大，零件最小壁厚10mm，最大45mm。生产批量：大批量性能要求：重要的铁路货车连接元件，铁路货车高速重载的发展趋势及连接元件较为恶劣的使用环境决定了高质量铸件的必须性，以尽可能地减少、避免铸造缺陷及零件失效状况的发生。图1-1车钩实际使用工况图3-1钩体结构及原工艺图粘土砂成型工艺粘土砂配方及性能要求（车间温度34℃，湿度80%）造型方法车钩的造型采用一条组合的造型线，它由砂箱返送线、造型机和下芯合箱线三部分组成，造型机采用多触头震压造型机，具有操作简便、生产效率高、所造型砂紧实率均匀、表面硬度高等优点，可有效防止铸型冲砂和掉砂发生。金属熔炼及热处理金属熔炼方法采用电弧炉碱性氧化法熔炼 操作工序，补炉→装料→熔化期→氧化期→还原期→出钢。其中最主要的两个工序是氧化期和还原精炼期，在氧化期第一阶段加入铁矿石、石灰、萤石主要是脱磷，在氧化期的第二阶段主要是脱碳。在还原期的主要任务是脱硫、脱氧、调整化学成分与钢液的出钢温度。浇注温度：1500~1520℃热处理工艺热处理分为预正火、调质、焊后回火、表面淬火、低温回火等五个环节。预正火即改善铸件铸态组织，细化晶粒，提高本体机械性能，防止焊修时产生裂纹，为调质做准备；调质要将铸件力学性能指标调整到要求范围；焊后回火即焊修后进行去应力回火，回火温度500-650℃；表面淬火主要在钩体尾部销孔两端和球部进行，提高该处表面硬度和耐磨性；低温回火温度控制在190-250℃，消除局部表面淬火产生的应力，防止淬火裂纹。缺陷及防治车钩钩体主要铸造缺陷包括裂纹、气孔、夹砂及机械粘砂。裂纹产生主要部位包括浇冒口根部、钩肩、钩头复杂曲面拐角等部位。图4-7为试生产零件经探伤、裂纹焊修后的情况。对裂纹进行形态鉴别，钩体裂纹主要为热裂纹，即裂纹沿晶界扩展，外形曲折不规则，深浅不一，表面呈氧化铁黑褐色，不光滑，图4-7中（f）（g）（h）裂纹应属热裂纹。冷裂纹，外形是连续直线或圆滑曲线，常穿过晶粒，断口有金属光泽或呈轻微氧化色，它主要出现在浇冒口根部或施焊部位。钩体气孔缺陷主要发生在钩身大平面冒口周围表面及皮下，热处理及加工后可发现，表面比较光滑，呈梨形，细颈方向即气体来源方向。气孔缺陷常通过焊补来处理，增加清理工作量，如图4-8为切除气孔缺陷后准备焊补的情况。夹砂，即缺陷部位表面有一小部分金属突出物与本体相连，突出物与铸件之间夹有砂层，除掉砂层后可见正常金属，钩体夹砂主要存在于钩头内部上部复杂曲面拐角部位，夹砂缺陷的处理方法是先清除，再焊修，夹砂缺陷造成清理工作量增加，图4-9为钩体夹砂较严重部位切除后准备焊补的情况。机械粘砂主要发生在钩尾销孔内侧，销孔敏感部位砂芯表面在钢液强烈热作