C通用机械紉造
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锡青铜阀瓣铸造工艺探讨
江苏竹篑阀业有限公司(源阳21355肖朋许建东
【摘冥】介绍了锡青铜的铸遺性能,典型大规格等最后凝固部位发生铜液“上涨”现象。尽管铸造锡青
间的铸工艺分析,对产生的铸缺陷提出了对策。铜的体积收缩率较小,但由于結晶温度范围宽,因此当
关词】锡青铜间爝铸造工艺
晶界尚有液相或刚刚凝固时,髙温强度很低,如果铸造
工艺不合理,也会产生裂纹。
图1为DN250船用截止阀瓣,材质:
Zcusn5 Pb5zn5,铸件重量:11kg,轮廓尺寸为
中280mmx90mm。作为阀门的密封部件,阀辫气密性
测试必须合格,不能有缩松、气孔等缺陷。
一、造性能
锡青铜的历史悠久,是人类最早使用的金属材料
之一。它具有良好的耐蚀性,另外锡青铜表面能形成致
密的SnO2薄膜,有很好的保护作用,因此在大气、海
水、淡水和蒸汽中十分耐蚀,广泛用于泵、阅、给排水
管路和海船零件。
)锡青铜结晶温度范围宽,呈糊状凝固,补缩困
难,容易产生枝晶偏析和分散的微观缩孔;锡青铜凝固
图1DN250船用止阀
时的体积收缩率很小,因此只要放置较小的冒口即可铸
造出壁厚不均而形状复杂的铸件,但是由于容易产生缩
二、前期造工艺
松,故不易得到组织致密的铸件。
使用焦炭坩埚炉嫆炼,浇注温度控制在1180℃左
2)铸造锡青铜在一般铸造条件下,容易产生偏右;采用手工造型,造型材料选用南京红砂;浇注系统
析,使铸件成分不均匀,内部形成许多小孔洞,降低铸根据经验采用类似产品普追使用的中注式(见图2),并
件的力学性能和气密性。
设置相应补缩冒口。制造毛坯5个,机加工后发现铸件最
3)铸造锡青铜的吸气傾向大,常常在浇ロ、冒ロ后凝固处晶粒粗大(见图3、图4),并有缩松等缺陷。
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邇用机械制造(CM
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三、防止铸造缺陷所采取的对策
(1)熔炼工艺中频感应电炉相比焦炭坩埚炉熔
炼出的金属及合金质量好,金属损失少,功率控制方便
等因素,经考虑采用中频感应电炉替代原先焦炭坩埚
炉。熔化时用木炭覆盖,炉前用造渣变质剂或磷铜脱
氧,同时为防止残留磷与铸型反应脱硫磷铜使用量>
0.3%。废旧料、回炉料在使用前进一步作清污处理。
针对熔体采取复合精炼除气,围绕“除氢脱氧,去杂变
质,精炼净化”这个目标展开。
图2中注式浇注系统
熔炼工艺流程:
1)装料,木炭加铜。
2)氧化性气氛,快速升温熔化过热至1200℃。
3)扒渣,加造渣变质剂,喷吹氩气。
4)检验调整合金参数。
5)扒渣,浇注1080-1150℃出炉。
(2)浇注温度试验表明,熔炼温度在1310~1
330℃时,浇注温度在1180-1200℃时,该合金的力学
图3最后凝固部位(圆圈部位
性能最高,但锡青铜的吸气倾向较大,从防止气孔的角
度出发,仍将浇注温度控制在1100~1150℃,以减小
吸气的概率,此外,降低浇注温度也相当于增加铸型的
蓄热能力,有利于提高铸件组织的致密性。同时,浇注
时适当加快了浇注速度。
(3)浇注系统优化原采用中注式浇注系统,由
于补缩冒口离热节处较远,无法起到补缩作用,采用顶
图4最后凝固部位出现了缩松
注式浇注系统后虽然缩松问题得到了缓解,但由于顶注
后及时调整浇注系统,改为顶注式(见图5),并式对秒型的神击カ较大,金属液产生飞設,反而产生了
采用手工三箱造型,并放置滤网挡渣。制造阀擗30个
砂眼、气孔等缺陷。因此经过综合考虑决定采用底注式
经检验,仍出现砂眼、气孔等缺陷,气密性合格率为
浇注系统(见图6),此种浇注系统金属液充型平稳,
30%,善后工作量很大,成本很高。
金属氧化少,并有利于型腔内气体的排出。在上部设置
明冒口,利于补缩并使用网挡渣。
图6底注式浇注系统
(4)造型材料南京红砂砂质纯,含泥量适度
透气性强,黏度好,含硅高,水分少,颗粒细,翻出的
图5顶注式浇注系统
(下转第104页)
CM用
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2)轧辊两端的轴承不在一条轴线上,导致轧辊运导致滚动体等表面剥落。
行时两端轴承负载过大产生噪声。
(2)座圈滚道严重磨损由于轧机轴承密封向
3)轴承的润滑脂不够,导致轴承干磨产生噪声。
题,轴承损坏最多的就是靠近辊身侧的部位,轴承经常
4)轴承的滚动体磨损、支架破碎、保持架松动都是因为润滑脂污染、流失,使零件工作表面磨损
会产生噪声。
(3)轴承座、保持架的断裂轴承座、保持架的
断裂一般都是因为润滑不足,配合尺寸过紧,轴承本身
四、滚动轴承的损伤
加工的内外圏、滚动体表面质量不合格等。
滚动轴承拆卸检查时,根据轴承的损伤情况判断轴
很难得知轴承损伤的真正原因。可是,如果知道
承的故障及损坏原因。依椐日常的维修故障分析一般可了轴承的使用机械、使用条件和轴承周围的构造,了解
以总结为以下几个方面:滚道表面金属疲劳剥落、轴承事故发生前后的情况,结合轴承的损伤状态和几种原因
烧伤、塑性变形、轴承座断裂、保持架醉裂、保持架判断,便可以防止同类事故再发生。
的金属黏附在滚动体上以及座滚道严重磨损。
南南铝业股份有限公司使用的IH公司的1830四辊
五、结语
铝箔轧机工作辊的圆锥液子轴承的损伤形式主要有疲劳
每个轴承在设备上都有它独特的使用环境和要
剥落、磨损和断裂三种情况。
求,如果正确使用轴承,应该关注轴承的安装、检查和
(1)滚道表面金属疲劳剥落轴承座内壁和轴承的维护方面,减低因为轴承的损伤而引起的设备故障。影
外圈滚道均承受周期性运动載荷的作用,经过长时间的响轴承使用寿命的因素有很多,因此应制订科学合理的
运行、当达到其设计的安全数值后,滚动体或内外图滚管理制度和工艺规程,才能延长轴承使用寿命,保证设
道的金属面就会产生疲劳剥落。如果轴承的负载过大或备运转正常。cM
者轴承的安装不正确,也会加剧轴承的金属疲芳,从而
(收稿日期:2012/04l19)
(上接第101页)
随后,稍微适应性调整后,继续对DN250以上规格
铸件光洁平整,质量稳定。因此造型材料选用南京红阀辦进行试验,均取得良好效果,制造出的铸件如图7
砂,同时造型后使用烘干器对型腔表面进行烘千。
所示。
四、实践
五、结语
工艺按照上述调整,小批量试制30只阀瓣毛坯,单
从产品试验看,调整后工艺对改善大规格锡青铜
从外观看,均整洁漂亮,质量较以往明显有很大提高,阀瓣气孔、缩孔等缺陷起到了很好的效果,有效地解决
加工后组织致密,肉眼看不到任何缺陷,产品加エ后测了前期存在的晶粒粗大、缩松等缺陷,大幅度提高了成
试气压0.8MPa,水压3.3MPa,合格率达到5%以上。
品率。
参考文献
[]中国机械工程学会铸造分会铸造手册:第3卷铸造非
铁合金[M北京:机械工
