灰鑄鐵厚件砝碼的鑄造工藝

摘要: 砝碼重量 5t 、厚 600 mm , 材料牌號為 HT150 。采用壓邊熱冒口, 鐵液經由冒口入鑄件型腔。為防止表面縮陷、內部縮孔, 曾在型腔內設置量內冷鐵, 不但冷鐵的準備和固定工作量很, 而且鑄件質量并不好。后來考慮到該鑄件厚, 且碳當量較高, 自補縮能力, 因而取消冷鐵, 獲得了的鑄件.

本文所述鑄鐵砝碼采用 HT150 灰鑄鐵制作, 單重 50t ,形狀為圓餅狀 , 厚 600 mm, 屬厚重型鑄件。用于450 t / 80 t 起重機電子秤的標定, 砝碼裝載結構件砝碼罐中。砝碼重量偏差要求達到 Ⅱ 級重量偏差標準及不于 2.5% 。鑄件易產生縮孔、縮陷、粘砂、裂紋、等。

1 原工藝概況及存在的問題采用冷硬呋喃樹脂砂造型, 澆注系統、冒口見圖1 。由于鑄件比較厚, 曾擔心中心部位易產生表面縮陷和內部縮孔, 為此鑄件內部設置了四層冷鐵, 每層冷鐵之間要用子固定, 見圖 2 。質量要求比較高的鑄件要制作材料相同的內冷鐵, 冷鐵表面要打磨或機械加工去除氧化皮, 以防止在澆注過程中產生氣體。內冷鐵規格及放置量要經過計算。即使這樣也可能因工藝因素波動及計算誤差而出現裂紋、縮孔、氣孔等, 且由于要固定內冷鐵而不可避免在鑄件表面留下子痕跡而影響表面質量, 且制作和放置冷鐵費時費力

工藝改
( 1 ) 鑄造工藝
由于此鑄鐵砝碼材料 HT150 為接近共晶成分灰鑄

圖 1 鑄鐵砝碼鑄造工藝
Fig.1 Foundry method of the counterweight

灰鑄鐵砝碼及球墨鑄鐵
Gray and Nodular Irons現代鑄鐵 2006 / 236鐵, w (C) 、 w (Si) 含量較高( 碳當量約 4.1% ) , 而且為厚件, 比較適合于采用無冒口鑄造或采用尺寸較小的冒口補縮, 為此決定取消冷鐵, 仍采用圖 1 所示的壓邊冒口, 壓邊寬度為 15~20 mm 。冒口尺寸為220×350×350 mm , 澆道通過冒口( 熱冒口) 、兩端引入鐵液。由于鑄件比較高, 采用階梯式澆注系統, 徑向引入鐵液, 充型平穩。直澆口 φ 80 mm 兩個, 內澆道上下兩層各 6 道, 兩側開設。為防止鐵液靜壓力及石墨化膨脹引起型腔擴, 使石墨化膨脹能充分用于自補縮, 鑄型必須有足夠的剛度, 因此必須做到:① 填砂時必須舂實; ② 砂箱必須有足夠的度; ③ 合型時在緊箱卡子與箱耳之間用楔鐵塞緊, 步增鑄型剛度

( 2 ) 化學成分
由于灰鑄鐵砝碼的密度主要決定于化學成分、冷卻速度, 化學成分控制范圍為( w B / % ) : C 3.2～3.5, Si1.8～2.1 , Mn 0.6~0.9 , P ≤0.2, S ≤0.12 , 鑄件的密度符合要求, 鑄件不重。

( 3 ) 澆注溫度
由于此鑄鐵砝碼件厚, 形狀簡單, 選擇比較低的澆注溫度, 以減少液態收縮量。澆注溫度定為 1 260～1 300 ℃ 。由于此件比較厚為減小內外溫差必須保溫足夠長的時間, 以免產生內應力引起鑄件開裂。

3 生產效果
按此工藝共制作 6 件, 均表面光潔, 無縮孔和表面縮陷、裂紋等鑄造, 尺寸及重量準確, 重量zui為 50 118 kg , zui小為 5 024 kg , 均在偏差范圍內,取得了預期的效果