铸钢件的加工制作精PPT课件

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1、授课教师：刘菁菁授课教师：刘菁菁高层钢结构工程施工高层钢结构工程施工铸钢件的加工制作铸钢件的加工制作铸钢件的加工制作 铸钢件的制作工艺和要求 对于强度、塑性和韧性要求更高的管桁架支座节点、张弦钢结构节点、较多根杆件汇交的节点和异形钢结构的节点采用铸钢件）。按照化学成分铸钢可分为碳素铸钢和合金铸钢两大类。其中以碳素铸钢应用最广，占铸钢总产量的80%以上。（a）正常位置）正常位置 （b）背面（内衬四氟乙烯板润滑）背面（内衬四氟乙烯板润滑）（c）张弦结构与支座连接铸钢件）张弦结构与支座连接铸钢件 （d）交叉节点示意图）交叉节点示意图（e）人字柱上铸钢铰支座）人字柱上铸钢铰支座 （f）人字柱下铸钢铰支

2、座）人字柱下铸钢铰支座 （g）铸钢铰支座）铸钢铰支座低碳钢ZG15的熔点较高、铸造性能差，仅用于制造电机零件或渗碳零件；中碳钢ZG25ZG45，具有高于各类铸铁的综合性能，即强度高、有优良的塑性和韧性，因此适于制造形状复杂、强度和韧性要求高的零件，如火车车轮、锻锤机架和砧座、轧辊和高压阀门等，是碳素铸钢中应用最多的一类；高碳钢ZG55的熔点低，其铸造性能较中碳钢的好，但其塑性和韧性较差，仅用于制造少数的耐磨件。项目项目2 钢管桁架的加工与制作钢管桁架的加工与制作 2、合金铸钢 根据合金元素总量的多少，合金铸钢可分为根据合金元素总量的多少，合金铸钢可分为低合金钢和和高合金钢大类。大类。1）低合金

3、铸钢，我国主要应用，我国主要应用锰系、锰硅系及系及铬系等。等。如如ZG40Mn、ZG30MnSi1、ZG30Cr1MnSi1等。用来等。用来制造齿轮、水压机工作缸和和水轮机转子等零件，而等零件，而ZG40Cr1来制造来制造高强度齿轮和和高强度轴等重要等重要受力零件。2）高合金铸钢，具有，具有耐磨、耐热或或耐腐蚀等特殊性能。等特殊性能。如高锰钢如高锰钢ZGMn13，是一种，是一种抗磨钢，主要用于制造在干，主要用于制造在干磨擦工作条件下使用的零件，如磨擦工作条件下使用的零件，如挖掘机的抓的抓斗前壁和和抓斗齿、拖拉机和和坦克的履带等；等；铬镍不锈钢ZG1Cr18Ni9和和铬不锈钢ZG1Cr13和和Z

4、GCr28等，对等，对硝酸的耐腐蚀性很高，主要用于制造化工、石油、化纤和食品等设备上的零件。主要用于制造化工、石油、化纤和食品等设备上的零件。铸钢的铸造工艺特点 铸钢的机械性能比铸铁高，但其铸造性能却比铸铁差。因为铸钢的熔点较高，钢液易氧化、钢水的流动性差、收缩大，其体收缩率为1014%，线收缩为1.82.5%。为防止铸钢件产生浇不足、冷隔、缩孔和缩松、裂纹及粘砂等缺陷，必须采取比铸铁复杂的工艺措施：1、由于钢液的流动性差，为防止铸钢件产生冷隔和浇不足,铸钢件的壁厚不能小于8mm；浇注系统的结构力求简单、且截面尺寸比铸铁的大；采用干铸型或热铸型；适当提高浇注温度，一般为15201600，因为浇

5、注温度高，钢水的过热度大、保持液态的时间长，流动性可得到改善。但是浇温过高，会引起晶粒粗大、热裂、气孔和粘砂等缺陷。因此一般小型、薄壁及形状复杂的铸件，其浇注温度约为钢的熔点温度+150；大型、厚壁铸件的浇注温度比其熔点高出100左右。2、由于铸钢的收缩大大超过铸铁，为防止铸件出现缩孔、缩松缺陷，在铸造工艺上大都采用冒口、冷铁和补贴等措施，以实现顺序凝固。此外，为防止铸钢件产生缩孔、缩松、气孔和裂纹缺陷，应使其壁厚均匀、避免尖角和直角结构、在铸型用型砂中加锯末、在型芯中加焦炭、以及采用空心型芯和油砂芯等来改善砂型或型芯的退让性和透气性。铸钢的熔点高，相应的其浇注温度也高。高温下钢水与铸型材料相

6、互作用，极易产生粘砂缺陷。因此，应采用耐火度较高的人造石英砂做铸型，并在铸型表面刷由石英粉或锆砂粉制得的涂料。为减少气体来源、提高钢水流动性及铸型强度，大多铸钢件用干型或快干型来铸造，如采用CO2硬化的水玻璃砂型。铸钢生产设备和工艺流程 1、铸钢件生产设备 铸钢件生产设备主要有电弧炉、中频炉、热处理炉等，如图。2、铸钢件的铸造工艺流程 3、铸造工艺说明 1）优化铸件设计，确定合理的铸件壁厚及内、外部结构，为稳定生产出满足用户使用要求的铸件提供保障。2）确定合理的铸件浇注位置，对大件采用阶梯式浇注系统及保温冒口，实现铸件的顺序凝固，确保铸件内部组织致密，无疏松缺陷。3）采用底注塞杆浇包，保障浇入

7、铸型的钢水质量及防止夹渣缺陷。4）将大块泥芯适当分割，方便制芯，采用专用卡板保证配型准确。5）在芯骨上缠绕草绳，并在芯砂中增加附加物，提高芯砂退让性。减少铸件收缩阻力，降低铸造应力，防止生产裂纹。6）采用整体实样选择合适的木模结构，采用三维建模技术，获取模具关键尺寸，保证模具尺寸的正确性，从而保障铸件尺寸精度。7）严格控制铸型表面质量，从而提高铸件表面质量。8）对于大型铸件适当加粗石英砂的粒度，采用优质涂料，提高铸型耐火度，防止产生粘砂缺陷。9）选用优质炉料，严格按照工艺规格冶炼，控制有害残留元素含量，采用脱P、脱S剂，降低P、S含量，保证铸件化学成分。10）适时浇注，采用低温快浇，补浇冒口工

8、艺，提高铸件内部质量。11）控制开箱时间，按工艺规程气割冒口及时进行热处理清除铸造应力，防止产生裂纹，稳定铸件组织。4、对于铸钢节点作下列说明 1）模样要求：采用烘干的红松制作，整体实模，芯壳为拆开式。冒口采用500h600标准保温冒口套，8件。2）型砂：铸型和泥芯均采用水玻璃石英砂，二氧化碳硬化，泥芯砂添加溃散剂，型腔表面涂锆英粉涂料二遍，用煤油喷枪辅助烘干。3）双炉熔炼双包过桥浇注，采用低温快浇，浇到明冒口1/2高度后，改为依次补充明冒口23次。浇到规定高度覆盖碳粉等保温。5、造型要点 1）造型前所有造型工必须熟悉图纸工艺，掌握其产品结构特点和具体操作要领。2）造型前各组组长必须检查木模是

9、否齐全，是否紧固安全，各主要尺寸、外表粗糙度符合要求，并做好记录，留存备查.3）造型过程中，各质量检验员必须定时抽查制作质量，原则上每班4次，并将抽查情况进行记录。4）检查型板是否平整，清除平板上所有浮砂、杂物。再次检查模具是否损坏，定位是否松动、齐全，发现问题及时解决。5）混砂 原砂必须干燥，可添加适量重油或木屑，泥芯砂添加适量溃散剂,水玻璃加放量为58%，面砂混制方法为新砂+水玻璃湿混35min出砂，随混随用。6）安放模样和砂箱,按工艺方案,将下模放置在清洁的底平板上的规定位置,套上下砂箱,使其间有规定预留吃砂量,并预留横浇道位置，在直浇道与横浇道连接处放置耐火砖后，放置砂箱（底箱），放好

10、定位销座，并在指定位置设置铁钩。7）填砂,在下模的表面填上面砂,注意面砂舂实后，厚度应100mm，每次填砂手工应100mm/次，风动捣固器填砂应200250mm/次。进行舂砂，舂砂先沿砂箱边缘、模具周围舂实，以舂砂完毕，刮去多余型砂，扎透气眼，并吹CO2硬化（2060s）。8）将底箱翻转，放置在预定位置（该位置地面应有一层松、软、平坦的砂泥，并开排气槽），将上模放置下模上，使上、下模定位准确，放上定位销和上箱定位座，并按工艺图放置直、横、内浇道，放上上砂箱、冒口、铁钩，然后填砂进行舂砂。9）修型 对开箱起模后砂型损坏的地方，先涂上一层水玻璃，然后用面砂进行修补烘干，补后的型砂要牢固，尺寸准确，

11、表面平整、光滑、局部松软部位用刮刀挖深,划毛，重新修补且根据实际情况，插钉加强,尖角、棱角必须倒成圆角。10）进行修整，并按规定测量主要尺寸，并填写检验记录。11）芯盒必须摆放到平板上,将木楔楔紧,再舂砂、刮平、硬化.12）上涂料，使用前充分搅拌，滚刷要均匀，表干修磨后再上一次，并烘干（烘干时间比常规产品稍长一点），第一次涂料要浓，第二次涂料要稀，烘干后如出现返潮必须进行二次烘干。13）合型 将修正烘干好的各泥芯按预定位置装配好，并认真检测,清除型腔内杂物，浮砂等。14）在确认无误后进行合箱。15）检查无误后，紧好压紧螺栓。16）合箱后应在4h内浇铸结束.6、冶炼浇注操作要点1）准备阶段（修补

12、炉衬、配料及装料）（1）检查电炉液压、电控、机械、锁紧、夹持、冷却等系统装置是否正常，炉体、炉盖是否完好。（2）检查行车、空压机、水泵是否正常。（3）做好各种应急措施的准备。（4）修补炉衬按HQA/QTJ022002规定执行。（5）配料炉料比例，尽量使用低碳钢板料；配碳 氧化脱碳量为0.350.4%,(新炉第一炉的脱碳量应在0.5%以上，中修炉的第一炉的脱碳量应在0.45%以上)；控制含P、S量，P、S含量尽量低；控制残留元素含量特别是Cr、Ni、Cu；装料：先在炉底铺上2%的石灰炉料，再按常规装料，加料次数3。2）熔化期（1）钢液熔池形成后，分批加石灰造渣，其总量为料量的12%；（2）熔化末

13、期，分批加入小批矿石，加速脱P，加入量为炉料12%。（3）炉料化清后，取样分析C、P、Mn、Cr，取样时，在熔池中心舀取（取样用具清理干净后舀取）。如含P过高时,可放渣,扒渣,出渣后随即添加硅和氟石造新渣.3）氧化期（1）脱P：抓紧在熔化末期和氧化初期脱P，并及时放掉高P炉渣防止发生“返磷”。（2）脱C：在钢液温度达到1560，进行吹氧操作，含C量按下线控制为0.15（3）氧化末期温度控制，比出钢温度高2030（1620+2030）。（4）除渣 当C、P含量和温度达到要求时，快速除渣。4）还原期（1）造稀薄渣：造渣原料为：石灰、氟石和碎耐火砖块，其比例为：4：1.5：0.2加入量为钢液重量的2

14、3%。（2）预脱氧：初期加入Mn铁，进行预脱氧，锰铁加入量按1%计算。（3）造还原渣脱氧：稀薄渣形成后，加放石灰、氟石和碳粉造渣,钢液在良好白渣下还原时间应20min,在此期间,分批加入石灰和硅铁粉调整炉渣,保持炉渣的还原能力。（4）脱氧质量的检验：取钢液浇注圆杯试样来判断脱氧情况，当试样顶面凹陷时为脱氧良好。（5）脱S：保证高的炉温,高碱度和还原性的炉渣,从而提高脱S效果。（6）调整化学成份当C、P、S符合要求时，按化学成份要求，根据光谱检测结果加入合金元素。（7）终脱氧当化学成份符合要求（光谱分析），并达到出钢温度，加入铝进行最终脱氧。（8）出钢 出钢前先将堵在出钢口的材料掏出，清理出钢口

15、及出钢槽，各种准备工作做好，吊盛钢桶，然后由专人倾炉出钢，出钢时要求钢液流柱要粗，不能散流而且要使钢液与炉渣一起出到盛钢桶中（即所谓“大口出钢、钢渣混出”）钢水全部倾出后，要在钢水表面上盖上一层保温材料，钢液在盛钢桶中，镇静5min以后开始浇注。5）浇注（1）盛钢桶烘烤 烘烤时间：新砌盛钢桶24h；正常使用盛钢桶，烘烤时间12h，烘烤时注意调整火力，原则是火力由小逐渐增大，要防止急火把耐火砖烤裂，出钢前要求，盛钢桶内衬烘烤至700以上呈红色或暗红色。（2）浇注温度及浇注时间按照工艺卡片要求。（3）浇注操作要点：浇注时，钢包注口要对正铸型的浇口。开始时钢水流要小一些后逐渐开大，钢水上升到冒口时要

16、缓流，再继续浇到冒口需要高度，浇注中间不要断流。稍停一下，适当补浇冒口。稍停一下，适当补浇冒口。浇注过程中发生漏钢水（跑火）现象时，一方面采浇注过程中发生漏钢水（跑火）现象时，一方面采取措施堵住，一方面，细流慢注（钢水温度较高时，取措施堵住，一方面，细流慢注（钢水温度较高时，可少停一会，但时间不能过长，否则易造成粘塞头，可少停一会，但时间不能过长，否则易造成粘塞头，打不开注口）。打不开注口）。如钢水溢出冒口，应及时用撬杠把刚刚凝固的钢皮如钢水溢出冒口，应及时用撬杠把刚刚凝固的钢皮撬掉。撬掉。浇注完立即往冒口上加覆盖材料（碳粉）保温。浇注完立即往冒口上加覆盖材料（碳粉）保温。待完全凝固后，松开紧固螺丝，让其能自由收缩。待完全凝固后，松开紧固螺丝，让其能自由收缩。7、落砂、清理、气割1）出新货：浇注结束后按工艺卡片要求冷却时间开）出新货：浇注结束后按工艺卡片要求冷却时间开箱出新货。箱出新货。2）清砂严禁碰毛、撞伤产品，清除铸件表面全部的型砂和芯砂。3）割浇冒口，采取200热割法，一次性割好，割后保温。4）磨削、焊补：除机加工面外，冒口浇口处，磨削后，几何尺寸、形状，位置公差必须符合图样要求，焊前先进行认真检查，凡达不到图样尺寸，位置、形状、表面粗糙度要求的，都必须按焊补工艺进行焊补、打磨。8、焊补。9、热处理，采用调质处理。10、检测内容