灰铸铁厚件砝码的铸造工艺

摘要: 砝码重量 5t 、厚 600 mm , 材料牌号为 HT150 。采用压边热冒口, 铁液经由冒口入铸件型腔。为防止表面缩陷、内部缩孔, 曾在型腔内设置量内冷铁, 不但冷铁的准备和固定工作量很, 而且铸件质量并不好。后来考虑到该铸件厚, 且碳当量较高, 自补缩能力, 因而取消冷铁, 获得了的铸件.

本文所述铸铁砝码采用 HT150 灰铸铁制作, 单重 50t ,形状为圆饼状 , 厚 600 mm, 属厚重型铸件。用于450 t / 80 t 起重机电子秤的标定, 砝码装载结构件砝码罐中。砝码重量偏差要求达到 Ⅱ 级重量偏差标准及不于 2.5% 。铸件易产生缩孔、缩陷、粘砂、裂纹、等。

1 原工艺概况及存在的问题采用冷硬呋喃树脂砂造型, 浇注系统、冒口见图1 。由于铸件比较厚, 曾担心中心部位易产生表面缩陷和内部缩孔, 为此铸件内部设置了四层冷铁, 每层冷铁之间要用子固定, 见图 2 。质量要求比较高的铸件要制作材料相同的内冷铁, 冷铁表面要打磨或机械加工去除氧化皮, 以防止在浇注过程中产生气体。内冷铁规格及放置量要经过计算。即使这样也可能因工艺因素波动及计算误差而出现裂纹、缩孔、气孔等, 且由于要固定内冷铁而不可避免在铸件表面留下子痕迹而影响表面质量, 且制作和放置冷铁费时费力

工艺改
( 1 ) 铸造工艺
由于此铸铁砝码材料 HT150 为接近共晶成分灰铸

图 1 铸铁砝码铸造工艺
Fig.1 Foundry method of the counterweight

灰铸铁砝码及球墨铸铁
Gray and Nodular Irons现代铸铁 2006 / 236铁, w (C) 、 w (Si) 含量较高( 碳当量约 4.1% ) , 而且为厚件, 比较适合于采用无冒口铸造或采用尺寸较小的冒口补缩, 为此决定取消冷铁, 仍采用图 1 所示的压边冒口, 压边宽度为 15~20 mm 。冒口尺寸为220×350×350 mm , 浇道通过冒口( 热冒口) 、两端引入铁液。由于铸件比较高, 采用阶梯式浇注系统, 径向引入铁液, 充型平稳。直浇口 φ 80 mm 两个, 内浇道上下两层各 6 道, 两侧开设。为防止铁液静压力及石墨化膨胀引起型腔扩, 使石墨化膨胀能充分用于自补缩, 铸型必须有足够的刚度, 因此必须做到:① 填砂时必须舂实; ② 砂箱必须有足够的度; ③ 合型时在紧箱卡子与箱耳之间用楔铁塞紧, 步增铸型刚度

( 2 ) 化学成分
由于灰铸铁砝码的密度主要决定于化学成分、冷却速度, 化学成分控制范围为( w B / % ) : C 3.2～3.5, Si1.8～2.1 , Mn 0.6~0.9 , P ≤0.2, S ≤0.12 , 铸件的密度符合要求, 铸件不重。

( 3 ) 浇注温度
由于此铸铁砝码件厚, 形状简单, 选择比较低的浇注温度, 以减少液态收缩量。浇注温度定为 1 260～1 300 ℃ 。由于此件比较厚为减小内外温差必须保温足够长的时间, 以免产生内应力引起铸件开裂。

3 生产效果
按此工艺共制作 6 件, 均表面光洁, 无缩孔和表面缩陷、裂纹等铸造, 尺寸及重量准确, 重量zui为 50 118 kg , zui小为 5 024 kg , 均在偏差范围内,取得了预期的效果