本文關(guān)鍵詞：影響大型灰鐵鑄件收縮缺陷的工藝因素及防縮工藝研究

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【摘要】：大型灰鐵鑄件由于結(jié)構(gòu)和工藝的獨(dú)特性,其鑄件出現(xiàn)縮孔、縮松等收縮缺陷的幾率比其他鑄件要高得多,另外鑄件噸位大(一般10t以上),生產(chǎn)成本高,如存在收縮缺陷,造成的經(jīng)濟(jì)損失則相當(dāng)大。因此,對(duì)大型灰鐵鑄件進(jìn)行合適的工藝設(shè)計(jì),在滿足使用性能的基礎(chǔ)上,減少收縮缺陷顯得十分重要。本文從公司生產(chǎn)的大型灰鑄鐵件立柱存在收縮缺陷的實(shí)際出發(fā),分析了影響鑄件縮孔、縮松的相關(guān)工藝因素,并從鐵水成分、鐵水溫度及鑄型條件等方面設(shè)計(jì)工藝試驗(yàn),找到了上述工藝因素與鑄件收縮缺陷深度及面積之間的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)提高碳、硅含量,增加硫含量,降低澆注溫度及磷含量,可降低鑄件收縮缺陷的深度;增加砂型抗拉強(qiáng)度,可減少鑄件收縮缺陷深度和面積;提高砂型緊實(shí)度,可減輕鑄件收縮缺陷程度�；诠旧a(chǎn)實(shí)際以及參考國內(nèi)外相關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道,對(duì)鐵水成分、出爐鐵水溫度、澆注溫度、鑄型條件等防縮工藝因素與鑄件使用性能之間的關(guān)系進(jìn)行了分析與試驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)在保證大型灰鐵鑄件使用性能的前提下,實(shí)現(xiàn)鑄件防縮的相關(guān)工藝因素的控制范圍為碳當(dāng)量取3.6%～3.8%,硅碳比為0.75;非易裂件硫含量取0.06～0.08比較合適,易裂件則硫盡量減少;磷含量取0.03～0.06%,易粘砂且致密性要求不高的取上限;出爐鐵水溫度盡量在1400℃左右,澆注溫度在1260℃～1360℃左右;保證砂型抗拉強(qiáng)度不低于6Kg/cm2但不高于11Kg/cm2,樹脂加入量控制在0.9%～1.3%。同時(shí)提高型砂緊實(shí)度以及使用A+B固化劑,可提高鑄件防縮性能和表面要求。通過澆注系統(tǒng)和冒口設(shè)置與鑄件防縮性能之間的關(guān)系的分析與試驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)使用雨淋式和階梯式澆注系統(tǒng),以及保溫冒口,可提高冒口補(bǔ)縮效果;對(duì)于壁厚較小及分布較均勻的鑄件,冒口設(shè)計(jì)遵循順序凝固原則,而壁厚較大及壁厚變化較大的鑄件,參考均衡凝固原則,可在提高冒口設(shè)計(jì)效率和準(zhǔn)確性的前提下,減少大型灰鐵鑄件收縮缺陷的傾向。最后,本文以典型大型灰鐵鑄件鋼錠模和橫梁為例,結(jié)合上述研究成果,探討了大型灰鐵鑄件防縮工藝的設(shè)計(jì)步驟及方法,并使用華鑄CAE分析軟件,對(duì)橫梁現(xiàn)有的工藝方案進(jìn)行了優(yōu)化模擬,并經(jīng)過反復(fù)的試驗(yàn)驗(yàn)證,獲得了防縮的最終工藝方案,其結(jié)果大大降低了大型灰鐵鑄件縮孔、縮松等收縮缺陷的幾率。
【關(guān)鍵詞】：灰鑄鐵 收縮缺陷 使用性能 工藝措施 華鑄CAE
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG251
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 灰鑄鐵生產(chǎn)現(xiàn)狀12-13
• 1.1.1 灰鑄鐵使用情況12-13
• 1.1.2 灰鑄鐵使用性能13
• 1.2 灰鑄鐵凝固過程及縮孔縮松形成機(jī)理綜述13-19
• 1.2.1 灰鑄鐵的凝固過程及特點(diǎn)13-15
• 1.2.2 灰鑄鐵凝固體積變化15-16
• 1.2.3 灰鑄鐵縮孔縮松的產(chǎn)生原理及各種相關(guān)影響因素16-19
• 1.3 鑄件防縮工藝中對(duì)鑄件性能的考慮19
• 1.4 防縮工藝原則選擇19-20
• 1.5 鑄造CAE技術(shù)的應(yīng)用20
• 1.6 存在的問題20-21
• 1.7 研究內(nèi)容21-22
• 第2章 大型鑄鐵件收縮缺陷影響因素的研究22-28
• 2.1 試驗(yàn)條件及方法22-23
• 2.1.1 鑄型條件22
• 2.1.2 鐵水熔煉處理及鐵水溫度測定22
• 2.1.3 試驗(yàn)件縮孔、縮松缺陷量化測定22-23
• 2.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)23-24
• 2.3 試驗(yàn)結(jié)果相關(guān)因素分析24-28
• 2.3.1 C含量對(duì)灰鑄鐵縮孔、縮松影響24-25
• 2.3.2 Si含量對(duì)灰鑄鐵縮孔、縮松影響25
• 2.3.3 S含量對(duì)灰鑄鐵縮孔、縮松影響25-26
• 2.3.4 P含量對(duì)灰鑄鐵縮孔、縮松影響26
• 2.3.5 澆注溫度對(duì)于鑄件縮孔、縮松影響26-27
• 2.3.6 砂型強(qiáng)度對(duì)于鑄件縮孔、縮松影響27
• 2.3.7 本章小結(jié)27-28
• 第3章 大型鑄鐵件防縮工藝控制原則28-52
• 3.1 鐵水成分控制28-33
• 3.1.1 碳、硅成分控制28-30
• 3.1.2 硫成分控制30-32
• 3.1.3 磷成分控制32-33
• 3.2 鐵水溫度控制33-37
• 3.3 鑄型條件控制37-40
• 3.4 造型補(bǔ)縮系統(tǒng)選擇40-51
• 3.4.1 澆注系統(tǒng)選擇40-41
• 3.4.2 冒口尺寸及位置選擇41-49
• 3.4.3 冷鐵尺寸及位置選擇49-51
• 3.5 本章小結(jié)51-52
• 第4章 典型大型鑄鐵件防縮工藝的研究52-60
• 4.1 大型鑄鐵件防縮工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容52
• 4.2 傳統(tǒng)防縮工藝設(shè)計(jì)面臨的問題52
• 4.3 華鑄CAE對(duì)于大型鑄鐵件防縮工藝的意義52-53
• 4.4 典型大型鑄鐵件防縮工藝方案設(shè)計(jì)和討論53-59
• 4.4.1 鋼錠模防縮工藝的研討53-55
• 4.4.2 橫梁防縮工藝的研討55-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論和展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 致謝64

【參考文獻(xiàn)】

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