随流孕育对高镍奥氏体球墨铸铁的影响

介绍了高镍奥氏体球墨铸铁排气歧管铸件的结构及首次交付的样件在试验中的断裂问题,通过生产试验,验证了排气歧管断裂的原因是在浇注过程中不进行随流孕育,导致铸件金相中产生碎块状石墨,使铸件力学性能下降,加速了铸件开裂失效的风险。最后指出:(1)高镍奥氏体球墨铸铁件在生产过程中,除了保证球化处理严格按照工艺要求外,在浇注过程中还必须进行随流孕育;(2)在保证球化处理过程符合工艺要求的前提下,随流孕育会进一步增加铁液在凝固过程中石墨结晶的核心,增加共晶团数,避免碎块石墨的产生。

高镍奥氏体球墨铸铁涡壳的铸造工艺优化

介绍了高镍奥氏体球墨铸铁涡壳铸件的结构及铸造工艺,针对试制过程中出现的表面缩孔、缩松、显微缩松以及组织中的碎块状石墨、表面恶化层、碳化物等问题进行了工艺优化,最后指出:(1)高镍奥氏体球墨铸铁液态收缩量大、石墨化膨胀弱,冒口设计遵循顺序凝固原则是防止涡壳产生缩孔、缩松缺陷的有效措施;(2)涡壳厚处和舌尖易形成碎块状石墨,强化孕育可防止缺陷的产生;(3)表面恶化层超标,可通过较高的残余镁量和砂芯刷涂料进行防止;(4)由于冷却速度较慢,舌尖部位碳化物析出数量较多,良好的孕育可减少碳化物析出量,热处理也可改变碳化物体积分数及其形态。

灰铸铁上转盘铸件砂型铸造工艺模拟优化

针对灰铸铁上转盘常因铸造工艺控制不当以及铁液补缩不足而使铸件厚大部位产生较大缩孔、缩松的问题,使用SolidWorks软件建立上转盘三维模型,基于ProCAST软件对上转盘铸造工艺进行有限元模拟分析,研究上转盘铸件在充型和凝固过程中的固相率和缺陷分布特征,结合铸件模拟缺陷结果,通过添加冒口和冷铁的方式优化灰铸铁上转盘的铸造工艺。优化后的铸造工艺模拟结果表明,上转盘缩孔、缩松缺陷得到有效控制,同时工艺出品率达到75%。

灰铸铁机床底座铸件的铸造工艺改进

介绍了灰铸铁数控机床底座铸件的结构及技术要求,详细阐述了原铸造工艺及存在的缩孔、缩松及变形问题,通过增大球形冒口尺寸,在热节处增加冷铁进行激冷,使厚壁区域提前凝固,实现铁液的顺序凝固;通过提高废钢的加入比例,提高锰含量的控制中值,降低碳含量及硅含量的控制中值,保证珠光体的体积分数,从而保证铸件的硬度;通过增加加强拉筋,防止在凝固过程中铸件收缩变形。生产结果显示:连续生产的10件机床底座铸件顶面无缺陷,粗加工后未发现缩孔、缩松缺陷,变形量控制在2 mm以内,改进效果明显。

两种随流孕育剂在厚大球铁件上的应用对比

采用250 mm厚的方形铸块和D型试附铸试块模拟风电铸件厚大部位,对比分析了两种特效随流孕育剂处理后的试块金相组织和力学性能。试验结果显示:硫氧孕育剂孕育处理的试块抗拉强度和屈服强度要好于硅铝孕育剂孕育处理的试块,且硫氧孕育剂孕育处理的试块石墨数量要高于硅铝孕育剂孕育处理的试块;采用硅铝孕育剂孕育处理的D型试块低温冲击性能要好于硫氧孕育剂孕育处理的D型试块;两种孕育剂孕育处理的250 mm试块的冲击性能差异不大;两种孕育剂孕育处理的250 mm铸块几何心部的石墨数量都要高于上下表面的石墨数量。

高端纺织机墙板铸件的生产工艺

介绍了36AC-001型墙板铸件的结构及技术要求,详细阐述了传统工艺的浇注系统设计和大孔出流浇注系统设计,结合这两种浇注系统出现的浇注速度过慢、铸件气孔和砂眼缺陷较多等问题,在大孔出流理论的基础上,将内浇道截面积再扩大1.8倍,分散多道内浇道,控制内浇道流速低于0.5 m/s,使铁液充型平稳,铁液对砂型上表面作用时间较短,有效防止了铸件上表面产生的砂眼和氧化夹渣缺陷,并通过辅以U型浇注系统和倾斜浇注,使纺织机墙板铸件得表面质量满足高端纺织机的需求。

大型球墨铸铁蜗轮铸件的生产工艺

介绍了大型球墨铸铁蜗轮铸件的铸造工艺设计及生产过程,利用华铸CAE软件对球墨铸铁蜗轮铸件的两种工艺方案充型及凝固过程进行了数值模拟分析,经过对比,选择中心轴孔端面引入的工艺方案二进行进一步优化。为了满足力学性能要求,选用纯净的原材料、合理的化学成分,采用包内孕育与随流孕育相结合的处理方式。通过对生产的10件铸件进行表面质量及力学性能检测,结果显示:铸件加工后,中心轴孔、键槽、外圆齿圈位置未见缩孔、缩松、夹渣等铸造缺陷,铸件的金相组织和力学性能均符合技术要求。

固溶强化铁素体QT500-14在转向器壳体中的应用

介绍了Si固溶强化铁素体球墨铸铁QT500-14的化学成分设计、合理的熔炼工艺以及铁液处理工艺,对单铸Y型试块和转向器壳体铸件本体取样分析发现,利用Si固溶强化的铁素体基体可以保证QT500-14汽车转向器壳体的基体组织和球化级别符合要求,从而满足力学性能及硬度等指标的要求。不同w(Si)量对材料组织和性能影响的研究数据显示:随着w(Si)量的增加,石墨有细化趋势,球径逐渐减小,固溶强化效果愈加明显,抗拉强度逐渐增强、韧性呈小幅下降趋势;Si在共晶转变时,有利于石墨的析出,降低石墨的尺寸,提高石墨的圆整度,减少对基体的割裂作用。

灰铸铁电机座铸件的组织及性能改善

介绍了灰铸铁电机座铸件的结构及技术要求,阐述了原生产工艺及铸件的金相组织中存在石墨长度不合格问题,探索并梳理了两种技术方案:(1)用铌铁合金对铜、锡元素进行替代展开试验,在确保铸件满足客户要求的前提下,降低铸件的生产成本;(2)采用降碳增硅的方法,强化瞬时孕育,细化铸铁的显微组织进而改善铸件的力学性能。通过多次试制,采用上述两种技术改进方案叠加的方法,既可以细化组织,使石墨长度控制在要求范围内,还可以降低生产成本。

氮化锰铁在灰铸铁缸体中的应用

试验研究了氮化锰铁对灰铸铁铸件基体组织、力学性能的影响,试验结果表明:(1)在一定范围内增加铸铁中的氮含量,片状石墨端部变圆钝,石墨片变粗、变短、变弯曲,基体中珠光体体积分数增加,灰铸铁的抗拉强度和硬度得到提高,但过量的氮含量容易导致铸件产生氮气孔缺陷,恶化铸件性能;(2)加入一定量的氮化锰铁,是生产高牌号灰铸铁铸件有效的工艺措施;(3)生产普通灰铸铁时,通过添加适量氮化锰铁,可减少Cu、Sn等合金元素的添加量,降低铸件的生产成本。

采用3D打印技术生产灰铸铁叶轮铸件

介绍了灰铸铁小型单吸叶轮铸件的结构及技术要求,详细阐述了该铸件的生产工艺。为了减少造型工时,降低铸造成本,提高尺寸精度,尽量减少砂型、砂芯数量,运用3D打印砂型工艺,采用叠箱的浇注工艺及特殊的砂型分型方案。生产结果显示:铸件尺寸合格,外观质量良好,披缝少,叶片壁厚均匀,且均为未出现冷隔、穿皮、气孔、缩陷、浇不足等缺陷,满足客户需求。最后指出:运用3D打印砂型技术,结合独特的叠箱铸造工艺方案,可以提高铸件出品率,降低砂铁比,节省生产成本,简化造型浇注操作流程,提高生产效率。

湿型砂铸造中的旧砂微粉回用工艺

针对湿型砂铸造中旧砂循环混配再利用时型砂综合性能欠佳,铸件砂眼、夹砂结疤的缺陷率高,铸件质量不稳定等问题,对型砂进行了检测和数据分析,通过对双盘冷却机旋风分离后的微粉进行充分回用,调节了型砂粒度分布,改善了型砂中微粉含量比例,保证了型砂性能相对稳定受控,降低了混砂辅料用量比例,节约了生产成本,降低了型砂对水分的敏感性,促进了改善型砂流动性,提升了型砂综合性能和铸型质量,有效降低了铸件产生砂眼、夹砂结疤缺陷的风险。

基于仿真优化的一体化连接支架的设计开发

针对商用车行业应用的钣金冲焊连接支架存在的可制造性不良问题,运用结构应力有限元和铸造工艺仿真相结合方法进行全新结构设计开发。经结构、工艺设计与选材优化,新开发的球墨铸铁一体化铸造连接支架经X射线探伤检测,整体未见缩孔、缩松类缺陷,铸造质量良好,较现钣金冲焊结构实现减重23%、降成本25%的精益目标,且具有更好的承载可靠性。整车可靠性验证表明,新开发结构符合整车可靠性,达成车辆品质要求。

炉外热风冲天炉的热风单元与除尘风量设计

介绍了炉外热风冲天炉除尘系统处理风量的计算方法,分析了炉外热风冲天炉的除尘系统处理风量对热风单元工作的影响,并通过列举的国内外有关冲天炉的除尘风量参考数据,得出以下结论:(1)炉外热风冲天炉除尘系统的处理风量与热风单元的工作存在着密切的关系,且该类炉首先需要准确计算冲天炉除尘系统的处理风量;(2)需要选用风量和风压合适的风机,且风机风量不能过大;(3)除尘系统的风量调节必须以风机进口阀调节为主,不能用变频器对除尘风量进行大幅度调节。

基于模拟软件的上转盘铸件铸造工艺设计

介绍了灰铸铁上转盘铸件的结构及技术要求,根据铸件的结构特点,对其进行了工艺性分析。详细阐述了铸件的分型面、浇注系统、冒口以及冷铁的设计,并借助计算机模拟软件分析了铁液的充型过程及凝固过程,根据模拟结果选择优良的浇注方案,以确保铁液充型平稳。通过设计调整冒口及冷铁的设置位置与尺寸,建立合理的补缩系统,最大限度降低铸件的气孔和缩孔缺陷。

缸体铸件切削性能差异的原因分析

为查明相同的切削条件下,切削不同厂家的缸体铸件相同部位所用刀具寿命相差1倍左右的原因,从2种缸体铸件顶面相同部位取样进行了化学成分分析、金相组织分析以及夹杂物的形貌和组成分析,找出了引起切削性能差异的原因,并提出了相应的改进措施为:(1)降低Cr的加入量,严格控制原材料中的w(Ti)和w(V)量,避免形成硬质点而加快刀具磨损;(2)合理设计孕育处理工艺,避免产生D型、E型石墨以及过冷铁素体基体;(3)适当提高w(Mn)和w(S)量,避免由于生成MnS与TiC共生夹杂物而恶化切削性能。

240气缸盖蠕墨铸铁件缩孔缩松的防止措施

介绍了240气缸盖铸件的结构及技术要求,详细阐述了原生产工艺及铸件出现的缩孔、缩松问题,通过对原工艺进行分析,经过多次工艺改进,解决了铸件缩孔、缩松问题。最后指出:(1)对于内腔形状复杂、壁厚突变较大的铸件,在铸造工艺设计时可选择顶注式雨淋浇注系统+冒口的铸造工艺,有利于实现顺序凝固和补缩,减少缩孔、缩松类铸造缺陷;在铸件心部热节部位,通过合理设计冷铁进行激冷,同时需要适当提高冒口模数,能够有效消除铸件缩孔、缩松类铸造缺陷,获得致密的铸件本体组织,满足铸件使用技术要求。

非标牌号QT700-10风电球墨铸铁的性能探索

对非标牌号QT700-10在风电行业的应用以及力学性能进行探索研究,提出铸态下抗拉强度≥650 MPa,屈服强度≥400 MPa,伸长率≥6%,硬度200~260 HB;珠光体体积分数50%~85%,石墨球大小4~7级,球化率≥85%的材料性能指标,通过浇注250 mm×250 mm×250 mm试块+强制冷却工艺进行性能检测试验。最后指出:(1)在D型附铸试块中,随着铜加入量的增加,抗拉强度、屈服强度和硬度都有明显的上升趋势,伸长率在强冷条件下相对稳定可靠,可达到QT700-10的要求;(2)铜在混合基体中是非常好的合金元素,可细化石墨,提高淬透性,改善铸件断面组织与性能的均匀性。

一种柴油发动机飞轮铸件的铸造工艺改进

介绍了柴油发动机飞轮铸件的结构,详细阐述了原铸造工艺存在的缩松和夹渣缺陷,查找原因并进行工艺改进,通过优化浇注系统,利用单内浇道浇注工艺取代原环形横浇道搭配压边冒口浇注工艺,解决压边冒口无法正常提供补缩能力的问题;采用合金化工艺,调整化学成分,解决了缩松问题;通过对飞轮上、下型重新调配,避免浇注时铁液在厚大的法兰环部位最后凝固、聚集夹渣,并用泡沫陶瓷过滤网代替纤维滤网,增强对铁液过滤能力,减少铁液中渣子进入型腔,解决了夹渣问题。

选区激光烧结技术在复杂流道砂芯中的应用

介绍了选区激光烧结技术生产复杂流道砂芯的整套工艺流程,通过合适的选区激光烧结砂芯结构设计、成形制造工艺及覆膜砂原材料的选择,制造出了结构复杂的整体流道砂芯。原材料采用抗拉强度更高的覆膜宝珠砂、合理的砂芯定位支撑面和砂芯排气通道等措施,更能满足复杂薄壁流道砂芯的实际铸造需求,通过实际生产验证,利用选区激光烧结技术整体制造了复杂流道砂芯,生产的铸件尺寸精度达到CT8级,采用100/200目的覆膜砂原材料,流道表面粗糙度可达Ra 6.9~10μm。