2鑄造簡介及大鑄件質(zhì)量控制

1、PAGE PAGE 23 鑄造簡介及大鑄件質(zhì)量控制什么樣是鑄造：將金屬加熱熔化后倒入（或壓入）模子（砂型或金屬型）中，冷卻后得到所需形狀的物件，此種工藝稱為鑄造，獲得的工件稱為鑄件。常用的鑄造金屬材料： 21鑄鐵鐵鑄鐵是含碳量22%以上的鐵鐵碳合金，工工業(yè)應(yīng)用的鑄鑄鐵含碳量一一般為2.55%4%。 除鐵以外外，鑄鐵中常常存元素有碳碳、硅、錳、磷磷、硫。其中中碳是影響鑄鑄鐵組織和性性能的重要因因素，硅和錳錳是調(diào)節(jié)鑄鐵鐵組織和性能能的有利因素素；而磷和硫硫通常被視為為有害雜質(zhì)，應(yīng)應(yīng)盡量降低其其含量。 2）鑄鑄鐵的分類 灰鑄鐵普通灰口鑄鐵孕育鑄鐵球墨鑄鐵貝氏體球墨鑄鐵鐵一般球墨鑄鐵可鍛鑄鐵白心可鍛鑄

2、鐵珠光體可鍛鑄鐵鐵（黑心）鐵素體可鍛鑄鐵鐵（黑心）蠕蟲狀石墨鑄鐵鐵特種鑄鐵耐熱鑄鐵耐蝕鑄鐵抗磨鑄鐵耐磨鑄鐵 22鑄鑄鋼 一般工程用用鑄造碳鋼 工程與結(jié)結(jié)構(gòu)用鑄鋼 焊接結(jié)結(jié)構(gòu)用碳素鑄鑄鋼 低合合金高強(qiáng)度鑄鑄鋼 抗磨鑄鋼鋼 鑄鋼 不不銹、耐蝕鑄鑄鋼耐熱鑄鋼低溫用鑄鋼鑄造工具鋼其它特種鑄鋼 23鑄造造非鐵合金 231鑄造銅合合金 普通黃黃銅（銅鋅合合金）如H668，表示含含銅量為688%的銅鋅合合金 鑄造黃銅 特殊殊黃銅：在銅銅-鋅系的基基礎(chǔ)上加入鋁鋁、錫、鎳、錳錳、鐵、硅等等鑄造銅合金 元素 鑄造青銅 錫青青銅（銅錫合合金）如QSSn10為含含錫10%的的錫青銅 特種青青銅有鋁青銅銅、硅青銅、鈹鈹

3、青銅、鉛青青銅、磷青銅銅等 232鑄造鋁合合金分為鋁-硅系、鋁-銅系、鋁-鎂系和鋁-鋯系四大類類。3金屬熔煉設(shè)設(shè)備簡介： 31鑄鐵鐵熔化設(shè)備：沖天爐、感感應(yīng)電爐 32鑄鋼鋼熔煉設(shè)備：即煉鋼設(shè)備備包括粗煉和和精煉33非鐵合金金熔化爐：坩坩鍋爐、感應(yīng)應(yīng)電爐、電弧弧爐4常用鑄造方方法 砂型鑄造：是最常用的的鑄造方法。砂砂型鑄造中，又又以粘士砂型型的使用為最最廣。用粘士士砂型生產(chǎn)的的鑄件約占鑄鑄件產(chǎn)量的990%，特別別是在黑色金金屬的鑄造中中，應(yīng)用更為為廣泛。 鑄造造方法 金金屬型鑄造：適用于批量量生產(chǎn)和質(zhì)量量要求高的中中、小型鑄件件非鐵合金鑄鑄件 壓力鑄造：生產(chǎn)效率高高，光潔度高高，力學(xué)性能能高，適

4、用于于大特種鑄造 批批量、中小型型鑄件離心鑄造：組織織細(xì)密，沒有有澆冒口系統(tǒng)統(tǒng)，便于制造造雙金屬鑄件件（如復(fù)合鑄鑄鐵軋輥），生生產(chǎn)效率較高高；容易產(chǎn)生生偏析（比重重偏析） 熔模鑄造:尺寸精度高高,光潔度可可達(dá)Ra6.322.5m,可鑄造造形狀很復(fù)雜雜的鑄件,澆澆注合金不受受限制；過程程復(fù)雜，周期期長，成本高高，尺寸不能能太大。5砂型鑄造簡簡介： 51砂型鑄鑄造簡介：砂砂型鑄造俗稱稱“翻砂”，是用型砂造型的鑄造造方法。主要要過程為： 1）制造模模型：用木材（或或其它適用材材料）制成與與鑄件外形基基體相同的模模型（要加上上收縮量和拔拔模斜度）模模型英文叫做做Patteern，為了了造型方便，模模型

5、往往要做做成可以分合合的兩部分或或幾部分，見見圖3；用木材等材料料打造“芯盒”，供制造砂砂芯或泥芯用用。見圖5。砂芯芯和泥芯的形形狀與鑄件的的內(nèi)腔形狀基基本相同。 2）用“芯盒”當(dāng)模子，制制成砂芯或泥泥芯（Corre），見圖4。砂芯芯或泥芯要有有支撐用的芯芯頭，芯子中中往往要有鋼鋼筋骨架以提提高強(qiáng)度。芯芯子做好后，要要用烘干或其它方方法使之硬化化。 3）在砂砂箱中（大型型的在地坑中中）用模型造造出鑄件的陰陰模即砂型（MMould），此工序即即為“造型”也叫“翻砂”(Moullding)。同時要做做出容納芯頭頭的槽（也叫叫芯頭）。通通常鑄一個鑄鑄件都要用上上下兩個或更更多的砂箱。砂砂箱中還要做做

6、出澆口（GGate）和冒口(Riserr)。見圖6。（這這里介紹的只只是是原理性性的，實(shí)際上上的工藝還要要比這復(fù)雜一一些）。 4）將砂砂芯或泥芯下下到砂型中（芯芯頭架在砂型型的槽上），上上下箱扣在一一起。稱為合合箱，見圖77。這時，在在砂型和芯子子之間的空間間就是將來的的鑄件以及澆澆冒口系統(tǒng)。 5）澆注注：將熔化的的液體金屬從從澆口澆入砂砂型 6）脫箱箱、落砂和清清理：待鑄件件凝固后（按按經(jīng)驗(yàn)確定的的保溫時間），將鑄件從砂型中取出，叫“脫箱”；清除砂子，叫落砂；去除表面粘砂、毛刺，割去澆冒口叫清理。 7）熱處處理、機(jī)械性性能試驗(yàn)、探探傷、焊補(bǔ)等等。52鑄鋼件的的熱處理：鑄鋼件特別是大大型鑄鋼件

7、在在鑄造后都有有較大的鑄造造應(yīng)力，粗大大的鑄態(tài)金相相組織，所以以鑄鋼件一般般都要經(jīng)過熱熱處理來消除除應(yīng)力，調(diào)整整金相組織，改改善機(jī)械性能能。鑄鋼件的熱處理理方法一般有有退火、正火火加回火、高高溫?cái)U(kuò)散退火火、調(diào)質(zhì)以及及焊補(bǔ)后的去去應(yīng)力退火；高錳鋼等奧奧氏體鑄需要要進(jìn)行水韌處處理。 鑄鐵件件以及有色件件的熱處理請請自學(xué) 5，3鑄鋼件件的機(jī)械性能能試塊：鑄鋼件的機(jī)械性性能試塊有單鑄的（UU形的、梅花花形的），也有附在鑄件件上的。重要鑄件件一般都要求求附在鑄件上上的試塊。在在試樣缺失時時，甚至有在在鑄件本體上上割取試料，然然后再將鑄件件焊補(bǔ)修復(fù)的的。試塊如何何取應(yīng)按照合合同和適用技技術(shù)條件的規(guī)規(guī)定。試

8、塊應(yīng)應(yīng)隨鑄件同爐爐熱處理。 54鑄鋼件的的焊補(bǔ)：砂型鑄造的鑄鋼鋼件的常見缺缺陷有：粘砂砂，氣孔，夾夾渣以及裂紋紋，疏松，縮縮孔，脹箱等等等。作為監(jiān)監(jiān)督員，凡是是尺寸超差，表表面或內(nèi)部有有超標(biāo)的不連連續(xù)，均是要要進(jìn)行控制的的。對砂型鑄造的大大型鑄鋼件來說，挖挖除缺陷，焊焊補(bǔ)修復(fù)是一一種通用的方方法。即使是是馬氏體不銹銹鋼（如RCCCM M33208）、鉻鉻-鎳奧氏體體鐵素體不銹銹鋼（如RCCCM M33401）也也是如此。（根根據(jù)RCCMM M34006，冷卻劑劑管道的奧氏體體-鐵素體不銹銹鋼離心澆鑄鑄鋼管，不允許許焊補(bǔ)。但在在不得不面對對時，還可以以由供應(yīng)商向向承包商申請請，作為例外外，在有焊

9、接接工藝評定和和能進(jìn)行固溶溶熱處理的基基礎(chǔ)上個案處處理。）缺陷陷挖補(bǔ)一般在性能熱熱處理機(jī)械性性能試驗(yàn)合格格后進(jìn)行，補(bǔ)焊合格后后，僅進(jìn)行消消除應(yīng)力熱處處理而不再進(jìn)進(jìn)行性能熱處處理。補(bǔ)焊要要按補(bǔ)焊工藝（焊材、電電參數(shù)、溫度度等）進(jìn)行，補(bǔ)焊工工藝要有補(bǔ)焊焊工藝評定報報告支持。補(bǔ)補(bǔ)焊工人要經(jīng)經(jīng)考試具有資資格才能施焊焊。焊材管理理要符合相應(yīng)應(yīng)規(guī)程的要求求。首先要將鑄件表表面清理打磨磨，去除表面面缺陷，滿足足UT對表面面的要求，經(jīng)經(jīng)UT或RTT之后 ，發(fā)發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷并將將其位置、大大小及深度記記錄下來（復(fù)復(fù)雜重要的大大鑄件要畫出出缺陷地圖），以后就根據(jù)此記錄進(jìn)行清除、PT或MT、焊補(bǔ)和檢查。清除、PT或M

10、T、焊補(bǔ)和檢查有可能反復(fù)進(jìn)行，直到合格為止（見下面的流程圖）。6大型重要鑄鑄鋼件的質(zhì)量量控制以某汽輪輪機(jī)缸體為例例 61工藝藝流程300MW汽輪輪機(jī)中壓外缸缸制造工藝流流程 制造程序序 制造要要點(diǎn)造 型高的尺寸精度，表表面光滑的木木質(zhì)整體模型型鉻鐵礦自硬砂，噴噴涂鋯英粉涂涂料，確保光光滑的砂型表表面鋼包精煉爐（LLF）精煉，確確保鋼水低PP，S和鋼水的純純凈度，調(diào)整整化學(xué)成分 煉 鋼澆 注測定鋼水的化學(xué)學(xué)成分（見附附件1）清砂、軟化退火火熱處理利用熱處理后余余熱切割冒口口，軟化退火火熱處理（見見附件2）調(diào)質(zhì)熱處理浸油淬火（見附附件），機(jī)械械性能和產(chǎn)品品化學(xué)分析（自自檢），敷偶偶位置見附件件3去

11、除氧化皮粗 加 工加工前劃線檢查查修整表面打磨按XXXX XXXXXX,確保保要求的表面面粗糙度,形狀修整.檢查無損檢查:1.目視檢查,22.磁粉檢查查,3.RT或或UT（只用用于首次）缺陷清除對缺陷清除部位位進(jìn)行焊前MMT檢查(共檢)精整焊 補(bǔ)鑄件,焊條管理理,預(yù)熱,保溫管理(按補(bǔ)焊工藝藝),焊補(bǔ)重磨磨區(qū)記錄除應(yīng)力附件2,敷偶位位置見附件33.檢查(共檢)無損檢查:MTT,UT,必必要時RT焊接件裝焊相關(guān)件裝焊除 應(yīng) 力見附件2, 敷敷偶位置見附附件3.化學(xué)成分(附件件1表1)機(jī)械性能(附件件1表2,附件,附件.)無損檢查 VTT, MT, UT, RT.最終檢查(與用戶共檢)最終機(jī)加工加工

12、前劃線檢查查,加工到交貨貨狀態(tài)最終尺寸檢查(與用戶共檢)包裝,出廠出廠前做必要的的防銹,包裝.附件1.化學(xué)成成分和機(jī)械性性能 表1 化學(xué)成分分(%)元素材質(zhì) C SiMnCrMoNiVPSAlB57J-V最小值0.100.200.502.000.90最大值0.180.60 0.802.501.100.500.0400.0300.0250.040 表2 機(jī)械性能能(室溫)材 料 b(N/mmm2)0.2(N/mm2)5(%)(%)Kv(J),+20HBB57J-V590-7400400182840*170-2300注1.*系三個個試樣的平均均值,其中一一根試樣允許許最小值24J,其其余試樣高于于

13、平均值. 2.延伸率率抗拉強(qiáng)度105000. 3.圍繞鑄件,按一定的間間距打硬度(5噸以上鑄鑄件至少打55點(diǎn))附件2.高壓外外缸熱處理工工藝 6500 1000010500 7700300 39904200 6600700割冒口 450h h 鑄件清理理后立即落砂砂;盡量清理理干凈,執(zhí)行行軟化退火割割冒口工藝: 均勻化（軟軟化）處理 930970 6500 7000 油 77007330 3300 350 冷冷 3000350 450 2000hh 調(diào)質(zhì)（性能熱熱處理） 6700700 3000350 4550 h 20h 除應(yīng)力退火附件3。中壓外外缸取樣及敷敷偶位置圖 6.2質(zhì)量計(jì)計(jì)劃中壓外

14、缸上半質(zhì)質(zhì)量計(jì)劃概略略行號檢查類型 工藝評定資格評定見證技術(shù)條件級別簽字，日期不符合報告號用戶工廠010015020025030040045050055065070075085090095120 125130140145150155資料有效性審查查通用及專用要求求制造大綱文件符合性證明明資格評定有效性性審查焊接工藝，包括括：鑄件補(bǔ)焊結(jié)構(gòu)焊及其補(bǔ)焊焊，包括：附件焊工和操作者NDE操作者焊材：驗(yàn)收，保保管和使用待焊件的符合性性吊耳加強(qiáng)筋保溫臍子汽缸鑄件的生產(chǎn)產(chǎn)爐前化學(xué)分析熱電偶的位置品質(zhì)熱處理（曲線）補(bǔ)焊前缺陷的位位置如果缺陷需要進(jìn)進(jìn)行補(bǔ)焊NVRNVVVVVVVVVRRRRRXXXXXX采購合同X

15、XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX160 165缺陷去除部位的的MT和PT主要缺陷去除圖圖XNRXXXXXXXXXX170175180185190195205210215235240245250260265270275280285290295300 補(bǔ)焊的實(shí)施工藝，焊工的編編號及焊材的的批號結(jié)構(gòu)焊縫待焊部位的準(zhǔn)備備工作MT或PTUT結(jié)構(gòu)焊縫的實(shí)施施 -附件焊接工藝，焊工工的編號，焊焊材的批號主要待補(bǔ)焊區(qū)示示圖除應(yīng)力熱處理-熱電偶位置最終熱處理后的的檢查標(biāo)記識別號缸體鑄件的符合合性產(chǎn)品及試樣硬度度試驗(yàn)的均勻勻性試料和試樣的識識別號機(jī)械性能產(chǎn)品化學(xué)分析缸體鑄件的NDE目視檢查MTUT 鑄件 補(bǔ)焊區(qū)XXXXXXXXNRRRNRRRRNNNNRNNNRRRRXXXXXXX