[發(fā)明專利]一種復(fù)雜環(huán)形薄壁殼體鑄鋼件的凝固補(bǔ)縮方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611148626.2
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號(hào): CN106583657A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李曉霞;李新泉
• 申請（專利權(quán)）人: 山西平陽重工機(jī)械有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B22C9/08
• 分類號(hào): B22C9/08;B22C9/22
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專利事務(wù)所(普通合伙)14100
• 代理人: 朱源

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有X射線探傷要求的鑄鋼件鑄造方法，具體為一種復(fù)雜環(huán)形薄壁殼體鑄鋼件的凝固補(bǔ)縮方法。

背景技術(shù)

復(fù)雜環(huán)形薄壁鑄鋼件的生產(chǎn)是鑄造產(chǎn)品中較難的一類，由于合金特性及結(jié)構(gòu)特征，在鑄件成形過程中質(zhì)量控制難度大，主要體現(xiàn)在以下兩方面：

1、復(fù)雜薄壁殼體鑄鋼件的薄壁、均厚部位易產(chǎn)生縮松缺陷。

鑄鋼件澆注溫度高，是一種體收縮較大的合金，一般采取順序凝固的工藝設(shè)計(jì)原則。普通鑄鋼件在控制凝固過程中，大多采用冒口補(bǔ)縮和配以冷鐵的工藝,實(shí)現(xiàn)鑄件順序凝固達(dá)到鑄造組織致密。但是對于薄壁、均厚、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且有特殊使用要求的鑄鋼件，僅采用冒口配以冷鐵的補(bǔ)縮工藝來控制凝固過程，達(dá)不到應(yīng)有的效果，鑄件的薄壁、均厚部位處于一種 “準(zhǔn)同時(shí)凝固”的狀態(tài)，即邊澆注、邊凝固的狀態(tài),工藝中無法設(shè)置冒口及冷鐵。而忽視對鑄件薄壁、均厚部位凝固收縮后的補(bǔ)縮，在該部位就會(huì)產(chǎn)生縮松缺陷,無法滿足探傷要求。

2. 復(fù)雜薄壁殼體鑄鋼件的薄壁、均厚部位易產(chǎn)生氣縮孔和裂紋缺陷。

復(fù)雜薄壁殼體鑄鋼件的薄壁、均厚部位凝固過程中散熱快，凝固速度比一般鑄件要快很多，在金屬液的快速充型流動(dòng)過程中, 鑄件的薄壁、均厚部位極易造成 “補(bǔ)縮”和“排氣”困難，在后續(xù)凝固過程中若得不到金屬液的有效焊合，在其薄壁、均厚部位就會(huì)產(chǎn)生氣縮孔及裂紋缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有復(fù)雜環(huán)形薄壁鑄鋼件鑄造時(shí)存在易產(chǎn)生縮松、縮孔及裂紋缺陷的問題，提供了一種復(fù)雜環(huán)形薄壁殼體鑄鋼件的凝固補(bǔ)縮方法。

本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種復(fù)雜環(huán)形薄壁殼體鑄鋼件的凝固補(bǔ)縮方法，采用如下步驟：a、制作復(fù)雜環(huán)形薄壁殼體鑄鋼件的鑄鋼件砂型型腔，鑄鋼件砂型型腔內(nèi)腔局部厚大的凸臺(tái)熱節(jié)上設(shè)置冷鐵，鑄鋼件砂型型腔內(nèi)腔靠近頂部的凸臺(tái)設(shè)計(jì)補(bǔ)貼；b、鑄鋼件砂型型腔上制作澆注系統(tǒng)，澆注系統(tǒng)包括位于鑄鋼件砂型型腔外側(cè)的環(huán)狀橫澆道，環(huán)狀橫澆道外側(cè)設(shè)置有與其連通的直澆道，環(huán)狀橫澆道上表面設(shè)置有若干與其連通且以鑄鋼件砂型型腔中心為圓心均布設(shè)置的集渣筒，每個(gè)集渣筒與鑄鋼件砂型型腔外壁之間均設(shè)置有與兩者連通且與鑄鋼件砂型型腔等高的縫隙內(nèi)澆道，鑄鋼件砂型型腔的上部中心設(shè)置有補(bǔ)縮副澆口，補(bǔ)縮副澆口外側(cè)設(shè)置有若干以其中心為圓心分布且與鑄鋼件砂型型腔上表面連通的頂冒口，每個(gè)頂冒口與補(bǔ)縮副澆口之間均設(shè)置有與兩者連通的縫隙副澆道；c、澆注時(shí)，金屬液的結(jié)膜澆注溫度為1500℃-1520℃，金屬液由直澆道依次進(jìn)入環(huán)狀橫澆道、集渣筒、縫隙內(nèi)澆道及鑄鋼件砂型型腔，且充型過程中集渣筒的液面高度始終高于鑄鋼件砂型型腔的液面高度；d、當(dāng)鑄鋼件砂型型腔金屬液液面到達(dá)頂冒口上部一定高度時(shí)，直澆道停止金屬液澆注，金屬液由補(bǔ)縮副澆口依次進(jìn)入縫隙副澆道、頂冒口及鑄鋼件砂型型腔直至澆注完成。

該凝固補(bǔ)縮方法中底返式澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)置使金屬液在整個(gè)充型過程平穩(wěn)，無擾動(dòng)，杜絕氣孔及夾渣缺陷現(xiàn)象的產(chǎn)生；環(huán)狀橫澆道使金屬液均勻進(jìn)入鑄鋼件砂型型腔，型腔溫度場分布均勻，減少溫差造成的裂紋等應(yīng)力缺陷的問題；縫隙內(nèi)澆道既是整個(gè)鑄件的澆注系統(tǒng)，同時(shí)是殼體薄壁、均厚部位的補(bǔ)縮系統(tǒng)，形成了殼體薄壁、均厚部位邊澆注、邊凝固、邊補(bǔ)縮的良好凝固充型狀態(tài)，避免了殼體薄壁、均厚部位因凝固收縮快，使得金屬液無法及時(shí)焊合凝固缺陷的問題；充型過程中集渣筒的液面高度始終高于鑄鋼件砂型型腔的液面高度，這樣既可以起到集渣的作用，又可以保持縫隙內(nèi)澆道具有一定的充型壓力，也就具有了一定的對殼體薄壁、均厚部位的補(bǔ)縮壓力，增強(qiáng)補(bǔ)縮效果；補(bǔ)縮副澆口的設(shè)計(jì)可以很好的調(diào)整鑄鋼件砂型型腔溫度場,利于頂冒口對整個(gè)鑄件的補(bǔ)縮，同時(shí)也避免縫隙內(nèi)澆道由于金屬液過流量大而過熱，造成縫隙內(nèi)澆口與鑄件連接部位過熱而產(chǎn)生熱裂紋缺陷的問題；結(jié)膜澆注溫度的設(shè)計(jì)是通過大量反復(fù)試驗(yàn)得出的，鑄鋼件澆注溫度過高則使鑄件產(chǎn)生收縮缺陷的傾向大，而澆注溫度過低，金屬液流動(dòng)性降低，薄壁鑄件又會(huì)產(chǎn)生冷隔，澆不足等缺陷。結(jié)膜澆注溫度既能保證薄壁鑄件的完整充型,又克服了現(xiàn)有復(fù)雜環(huán)形薄壁鑄鋼件鑄造時(shí)存在易產(chǎn)生縮松、縮孔及裂紋缺陷的問題。

本發(fā)明所述的凝固補(bǔ)縮方法使得整個(gè)充型過程平穩(wěn)，無擾動(dòng)，杜絕氣孔及夾渣缺陷現(xiàn)象的產(chǎn)生，而且型腔溫度場分布均勻，減少因溫差造成裂紋等應(yīng)力缺陷的問題，形成了殼體薄壁、均厚部位邊澆注、邊凝固、邊補(bǔ)縮的良好凝固充型狀態(tài)，避免了薄壁部位特有薄壁氣縮孔缺陷,具有工藝流程簡化、操作方便且成本低的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2圖1的俯視示意圖。