由于我厂炼钢电炉是3吨电弧炉(每炉钢水5~6吨),又因我们生产的不锈钢阀门多数是皮薄的中小件(在我厂精铸车间未上马之前,不锈钢铸件每炉平均单重约25~35kg,在精铸车间上马后,每炉铸件平均单重为45~55kg),浇注时间长,通常一炉要浇35~55箱。而且截止阀、止回阀之类的较多,这两大类阀体由于结构,钢水充填性比闸阀阀体要差。不锈钢钢水表面结膜倾向大。所以,我们生产不锈钢中碰到的主要问题是铸件出冷隔而报废。特别是在生产不锈钢初期,由于我们经验不足常常由于出冷隔而造成大批铸件报废,严重时几乎整炉出冷隔。
后来,不锈钢铸件出“冷隔”这个顽症终于被克服了。现在,我们生产的不锈钢铸件,无论是在炎热的夏天还是在寒冷的冬季,基本上不再出现冷隔了,即使有的话,则也是一两个小件。
我们防止不锈钢铸件出冷隔的措施是:
1.闸阀阀体单重大于40kg,截止阀、止回阀阀体单重在35kg以上的,都采用一箱一件,尽量少用或不用边暗冒口,浇冒口比碳钢要稍大一些(约大10%左右)。
2.在扣箱操作时,要坚守岗位,摆箱、下芯、扣箱、紧箱卡子、抹箱等,都要严格分工,责任到人,力求消灭跑火事故。浇注场地,力求平整,砂箱要求摆平。扣箱时要把箱摆直一缩短浇注时间。平箱件,皮薄容易出冷隔的件应放在钢水温度较高处浇。铸型砂芯要热扣热浇,我们规定,铸型砂芯浇注时的温度不应低于60℃。
3.提高钢水的浇注温度,即高温浇注是防止不锈钢铸件出冷隔的较 措施。为此,出钢时要有足够的渣量,出钢前 严格测温,出钢温度,目前以加钦温度,多控制在~1700℃。根据我们的经验,若钢水加钦温度低于1650℃,则往往会使铸件大批出冷隔,但加钦温度也不宜过高,过高则会使铸件结晶的晶粒过于粗大,同时铸件表面粘砂严重。并要作到大口出钢,先渣后钢或渣钢同出。浇注温度用光学高温计测量为1600~1620℃左右。
4.浇注:根据我们的情况,平均每箱浇注速度应不低于25秒/箱左右。浇注时,专人负责,天车和地面紧密配合,校包要准,指挥要快,严肃认真,忙而不乱,浇注时宜采用“棒状流”,浇注过程中,不允许中途缓流或停流。
一般情况下, 铸件尺寸精度是受铸件结构、铸件材质、制模、制壳、焙烧、浇注等多方因素影响的,其中任何一个环节设置、操作不合理都会使铸件的收缩率产生变化,导致铸件尺寸精度与要求有偏差。以下是可造成 铸件尺寸精度缺陷的因素:
(1)铸件结构的影响:a.铸件壁厚,收缩率大,铸件壁薄,收缩率小。b.自由收缩率大,阻碍收缩率小。
(2)铸件材质的影响:a.材料中含碳量越高,线收缩率越小,含碳量越低,线收缩率越大。b.常见材质的铸造收缩率如下:铸造收缩率K=(LM-LJ)/LJ×100%,LM为型腔尺寸,LJ为铸件尺寸。K受以下因素的影响:蜡模K1、铸件结构K2、合金种类K3、浇注温度K4。
(3)制模对铸件线收缩率的影响:a.射蜡温度、射蜡压力、保压时间对熔模尺寸的影响以射蜡温度较明显,其次为射蜡压力,保压时间在熔模成型后对熔模较终尺寸的影响很小。b.蜡(模)料的线收缩率约为0.9-1.1%。c.熔模存放时,将进一步产生收缩,其收缩值约为总收缩量的10%,但当存放12小时后,熔模尺寸基本稳定。d.蜡模径向收缩率仅为长度方向收缩率的30-40%,射蜡温度对自由收缩率的影响远远大于对受阻收缩率的影响(较佳射蜡温度为57-59℃,温度越高收缩越大)。
(4)制壳材料的影响:采用锆英砂、锆英粉、上店砂、上店粉,因其膨胀系数小,仅为4.6×10-6/℃,因此可以忽略不计。
(5)型壳焙烧的影响:由于型壳的膨胀系数小,当型壳温度为1150℃时,仅为0.053%,因此也可以忽略不计。
(6)浇铸温度的影响:浇注温度越高,收缩率越大,浇注温度低,收缩率越小,因此浇注温度应适当。
铸造中的铸造方法选择的原则
1.优先采用砂型 铸造。据统计,我国或是 上,在全部铸件产量中,60~70%的铸件是用砂型生产的,而且其中70%左右是用粘土砂型生产的。主要原因是砂型铸造较之其它铸造方法成本低、生产工艺简单、生产周期短。所以象汽车的发动机气缸体、气缸盖、曲轴等铸件都是用粘土湿型砂工艺生产的。当湿型不能满足要求时再考虑使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。粘土湿型砂铸造的铸件重量可从几公斤直到几十公斤,而粘土干型生产的铸件可重达几十吨。一般来讲,对于中、大型铸件,铸铁件可以用树脂自硬砂型、铸钢件可以用水玻璃砂型来生产,可以获得尺寸 、表面光洁的铸件,但成本较高。当然,砂型铸造生产的铸件精度、表面光洁度、材质的密度和金相组织、机械性能等方面往往较差,所以当铸件的这些性能要求 高时,应该采用其它铸造方法,例如熔模(失腊)铸造、压铸、低压铸造等等。
2.低压铸造、压铸、离心铸造等铸造方法,因设备和模具的价格昂贵,适合批量生产。对于小型铸件,可以采用水平分型或垂直分型的无箱高压造型机生产线、实型造型生产效率又高,占地面积也少;对于中件可选用各种有箱高压造型机生产线、气冲造型线,以适应、造型生产线的要求,造芯方法可选用:冷芯盒、热芯盒、壳芯等 制芯方法。中等批量的大型铸件可以考虑应用树脂自硬砂造型和造芯。