濕型粘土砂鑄鋼工藝具有生產(chǎn)效率高、成本低、可連續(xù)生產(chǎn)、易實現(xiàn)機械化自動化等優(yōu)點；但濕型粘土砂鑄鋼工藝生產(chǎn)，存在型砂的原材料要求較高，型砂性能受環(huán)境影響大，難于精確控制，鑄鋼件易產(chǎn)生氣孔、夾砂、裂紋鑄造缺陷等技術(shù)難題。因此，為了保證生產(chǎn)出合格鑄件，需對生產(chǎn)過程中的每個環(huán)節(jié)進行細(xì)致的分析、嚴(yán)格的控制。即：在保證原材料質(zhì)量基礎(chǔ)上，綜合考慮環(huán)境因素，研制合理的型砂配方與混制工藝；采用先進的鑄造模擬軟件對工藝方案進行模擬優(yōu)化，最大限度地降低缺陷產(chǎn)生傾向；對生產(chǎn)中產(chǎn)生的各類鑄造缺陷進行宏觀和微觀分析，提出有效的解決方案。本文研究以濕型粘土砂工藝低成本生產(chǎn)高質(zhì)量鑄鋼件為目標(biāo)，具有較大的理論與實際意義。本文基于系統(tǒng)的型砂試驗研究，提出了滿足鑄鋼件生產(chǎn)要求的面砂、背砂的型砂配方。優(yōu)化的面砂配方為“100%晉江砂+（8.0-8.5%）膨潤土+（0.3-0.5%）淀粉類添加劑+（3.0-3.6%）水”，能夠達到的型砂性能為緊實率51-54%、透氣性440-450、濕壓強度85-95kPa、熱濕拉強度4.1-4.5kPa、破碎指數(shù)70-72%、表面穩(wěn)定性97-97.5%。優(yōu)化的背砂配方為“100%回用舊砂+（0.2-0.3%）膨潤土+（0.1-0.3%）添加劑+（3.3-3.6%）水”，能夠達到的型砂性能為緊實率55-60%、透氣性200-210、濕壓強度90-95kPa、熱濕拉強度3.8-4.5kPa、破碎指數(shù)72-75%、表面穩(wěn)定性97.5-98%。面砂、背砂的砂型配方均通過工廠批量生產(chǎn)驗證。利用合作工廠購買的Procast鑄造模擬軟件，對典型的17型車鉤鉤體、16型車鉤鉤舌等鐵路鑄鋼件原工藝方案進行了模擬分析，預(yù)測到了產(chǎn)生沖蝕、夾渣、粘砂、氣孔、縮松縮孔、熱裂紋等鑄造缺陷部位，通過優(yōu)化提出了改進工藝方案。改進工藝的模擬結(jié)果顯示，各類缺陷出現(xiàn)概率大大降低，工藝設(shè)計更加合理，改進工藝方案已作為產(chǎn)品試制與生產(chǎn)的工藝方案。產(chǎn)品試制生產(chǎn)過程中，試制產(chǎn)品的主要鑄造缺陷是裂紋。本文詳細(xì)分析了缺陷的類別及特征，缺陷產(chǎn)生的原因，并從多個角度提出了鑄造缺陷解決方案。由本文提出的最終鑄造工藝方案生產(chǎn)的車鉤鉤體、鉤舌鑄件通過了各級鑒定，質(zhì)量檢測項目均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，工廠具備17型車鉤鉤體、16型車鉤鉤舌批量生產(chǎn)能力。批量生產(chǎn)的鉤體、鉤舌產(chǎn)品無明顯表面缺陷，存在的部分裂紋缺陷在可加工處理控制的范圍內(nèi)，批量生產(chǎn)運行有效。本論文較好地完成了研究目標(biāo)及任務(wù)。

 

【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)湖北省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【學(xué)位級別】：碩士

【學(xué)位授予年份】：2011

【頁數(shù)】：98

文章目錄

摘要

Abstract

1 緒論

    1.1 課題背景和意義

    1.2 濕型粘土砂原材料及型砂性能基本理論

    1.3 鑄造工藝模擬仿真技術(shù)介紹

    1.4 鐵路鑄鋼件濕型粘土砂工藝研究現(xiàn)狀

    1.5 本論文研究內(nèi)容

2 濕型粘土砂配方試驗與分析

    2.1 濕型粘土砂配方研制實驗方案設(shè)計

    2.2 濕型粘土砂配方研制實驗結(jié)果分析及討論

    2.3 濕型粘土砂配方研制實驗結(jié)論及生產(chǎn)驗證

    2.4 本章小結(jié)

3 鐵路鑄鋼件工藝模擬與優(yōu)化

    3.1 鐵路鑄鋼件工藝模擬背景

    3.2 車鉤鉤體工藝模擬與優(yōu)化

    3.3 車鉤鉤舌工藝模擬與優(yōu)化

    3.4 本章小結(jié)

4 鐵路鑄鋼件工藝生產(chǎn)及缺陷防治

    4.1 鐵路鑄鋼件產(chǎn)品試制工藝概述

    4.2 鐵路鑄鋼件批量生產(chǎn)工藝方案的確定

    4.3 鐵路鑄鋼件生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量檢測

    4.4 濕型粘土砂鑄鋼件常見缺陷及防治

    4.5 鐵路鑄鋼件產(chǎn)品試制關(guān)鍵缺陷分析與優(yōu)化

    4.6 鐵路鑄鋼件批量生產(chǎn)工藝驗證

    4.7 本章小結(jié)

5 主要結(jié)論與發(fā)展方向

    5.1 主要結(jié)論

    5.2 發(fā)展方向

致謝

參考文獻

附錄 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表的論文

 

參考文獻

 

期刊論文

 

[1]粘土濕砂型鑄鋼件鑄造缺陷產(chǎn)生原因與控制[J]. 杜方孟,倪世鋒,劉文松,郭春杰,彭發(fā)云.  鑄造技術(shù). 2010(12)

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碩士論文

 

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