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      卷筒鑄造流程
      發布時間:2022-04-01 15:10:25      點擊次數:81

        卷筒是龍門吊起重設備主要受力鑄件之一,其材質為HT200,毛坯外形尺寸φ528 ×1 660(mm),壁厚36 mm,單件質量950 kg。距兩端100 mm處各有一內法蘭,外圓、端面及兩端內側至法蘭處均需機械加工。原采用階梯式澆注系統,常在其下法蘭處產 生砂眼、渣眼等缺陷(見圖1)。這些缺陷直到加工到位后才暴露出來,不但鑄件報廢,而且還要花費大 量的加工工時。為了解決這一問題。改階梯式澆注系統為頂注雨淋式,取得了良好效果。  

                

      1 工藝方案分析 

        原工藝為手工造型,粘土砂干型,軸向對稱分型,平做立澆,階梯式澆注系統。階梯式澆注 系統的內澆道分為上、下兩層,底層內澆道開設在中部位置,因此,它具有中注式及頂注式的作用,也就是說,能夠比較平順的將金屬液送入型腔,使其自下而上填充型腔,有利于鑄件的順序凝固和自補縮。但由于內澆道位置較高,對砂芯的沖刷較大(因為液流垂直射向砂芯),易造成砂芯表面涂料的脫落;在澆注初期,砂型溫度低,鐵水降溫較大,夾雜不易上浮,在卷筒底部內側法蘭處,由于鐵水流入較大截面時的紊流作用,浮至型壁處鐵水表面的浮渣及夾雜就很容易“貼”在型壁上迅速冷卻,從而形成法蘭處渣眼、砂眼等缺陷。 

        頂注雨淋式澆注系統,液態金屬先經過澆口杯和直澆道進入位于鑄件頂部的環形橫澆道中, 然后通過分散細小的內澆道孔連續不斷地落入型腔,鑄型從下而上逐漸填充,較高溫度的金屬液始終處于液面上部,加強了鑄件自下而上的順序凝固。也就是說,頂注有利于脹縮的動態疊加,先澆入的鐵水,落到型腔底部,冷卻時的收縮由上部后澆入的鐵水補充,澆注完成后,當下部凝固時產生的石墨化膨脹正好可以抵償上部鐵水的收縮,達到上部鐵水收縮相對后移,下部鐵水凝固產生的石墨化膨脹相對提前,使均衡點移到澆注結束時刻,從而使鑄件得到良好的自補縮。多個細小的雨淋澆口是控制流量的最小斷面,形成封閉式澆注系統,具有良好的擋渣作用,使渣粒漂浮于橫澆道中而不易進入型腔。金屬液分成小股細流充填型腔,對鑄型的沖擊力小。小股細流的不斷落下,使液面活躍,起到攪拌作用,使鐵水中的氣體易于逸出而不致形成氣孔,使熔渣、砂粒等夾雜不易粘附在型腔壁上,而是隨著型腔液面的上升上浮到冒口中去,從而保證鑄件質量。 

      2 頂注雨淋式澆注系統設計 

        平做立澆頂雨淋式澆注系統主要由雨淋內澆道、環形橫澆道、直澆道和澆口杯組成,見圖2 。 

      2.1 各組元比例及尺寸 

        為加強擋渣能力,采用封閉式澆注系統。 

        ΣF內∶F橫∶F直=1∶1∶1.5為防止高壓鐵水噴入型腔,取ΣF內∶F橫=1∶1按雨淋澆口經驗公式  

                                            

      得:ΣF內=18.49 cm2綜合考慮各種因素,取ΣF內=20 cm2。為了合理分配鐵水流量,控制凝固時的溫度分布,防止局部過熱,選定內澆口數量為12個,其直徑為15 mm。  

                       

        由所選比例得出 F橫=20 cm2。 

        為了提高橫澆道的擋渣能力,截面尺寸定為40×50 (mm)。F直=30 cm2,截面尺寸為50×60 (mm)。 

        經生產驗證,頂雨淋澆注系統對卷筒件是適宜的,按此比例設計的澆注系統各組元尺寸正確可行,特別是內澆道截面與橫澆道截面相近,減輕了內澆道液流的壓力,防止金屬液進入型腔時的噴濺。 

      2.2 冒口設置與尺寸 

        頂雨淋澆注系統使鐵水凝固具有良好的溫度分布,鑄件有一定的自補縮,冒口只需補縮自補 縮不足的差額部分。選取環形頂冒口,既進行補縮和集渣,又作為工藝加頭。頂冒口厚度為71.5 mm(與內法蘭厚度尺寸相等),高度為160 mm。為了使澆注時型腔內的氣體及時排出,開設側冒口30×60 mm。 

        澆注時選用池形閘門式澆口杯。 

      3 結語 

        對于長筒類灰鑄鐵件,頂雨淋式澆注系統優于階梯式澆注系統。頂雨淋澆注系統的橫澆道截 面積與內澆道總截面積相當??蓽p少鐵水進入型腔時的壓力,防止噴濺,利于平穩充型。 

        近年來,我們用此工藝生產了系列卷筒鑄件,均取得良好的效果。 


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