CN102102140A - 大型弧形铸件校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型弧形铸件校正方法，其包括如下工艺步骤：1.测量大型弧形铸件(1)的开口尺寸；2.将大型弧形铸件(1)的拉筋(11)切开一间隙(12)；3.将大型弧形铸件(1)整体进炉加热500～550℃，保温8～8.5小时，再出炉；4.对内侧区(13)或外侧区(14)进行局部冷却；5.当大型弧形铸件(1)的开口尺寸达到设计时的开口尺寸时，迅速将拉筋(11)的间隙(12)用可焊接材料塞满，并快速焊接牢固，然后进行去应力退火处理。其校正精度高，工艺步骤简单，工艺设备条件低，能耗少；其特别适用于对水泥回转窑的半圆齿轮的校正。

Description

大型弧形铸件校正方法

技术领域

本发明涉及一种大型铸件校正方法，特别是一种大型弧形铸件校正方法。

背景技术

对于水泥回转窑的大齿轮，其尺寸大，往往难以一次铸造成型，在铸造时，一般是分别铸造两个半圆弧形铸件（以下可称为半圆齿轮），半圆弧形铸件的开口之间一般铸有拉筋，以限定开口的尺寸，即水泥回转窑的大齿轮是由两件半圆齿轮组合而成的。但是半圆弧形铸件结构复杂，即使在半圆弧形铸件的开口之间铸有拉筋，还是难以防止半圆弧形铸件产生变形。半圆弧形铸件常见的变形状况有开口尺寸变大（即尺寸跑开）和开口尺寸变小（即尺寸缩拢），这样就需要对半圆弧形铸件进行校正。目前对大型弧形铸件（主要是半圆弧形铸件，也可以是三分一圆弧形铸件或四分一圆弧形铸件，或者其它大型弧形铸件）的开口进行校正的方法主要有：

1、常温下采用压力直接校正（未发生塑性变形的工件需进炉回火消除弹性应力）。对于壁厚较薄的工件，采用特制吊砣从一定高度自由落下锤击工件，重复数次达到图纸要求尺寸。该方法一般只适应小型弧形铸件，很难适应大型弧形铸件；并且该方法存在安全隐患，要求技术熟练的工人操作，塑性不好的铸件开裂倾向大，容易造成产品报废。

2、采用局部加热设备降低校正动力，再用千斤顶将弧形铸件开口尺寸增大或缩小。对于开口尺寸变小的工件，把拉筋切开一个口子能放置千斤顶，用加热设备局部加热变形量大的地方，用千斤顶把铸件开口尺寸扩张到图纸尺寸，然后把拉筋口焊接起来，取出千斤顶，进热处理炉人工时效处理，防止拉筋切除后尺寸反弹。该方法容易导致变形不均匀，必须留有足够的加工余量；能耗高。

3、采用压铁、挡铁和大楔形铁等在热处理炉内对铸件1进行整体加热的校正方法（如图3-6所示）。在铸件1上均匀加压铁21,可避免铸件1上翘，在铸件1的半圆开口两端的外部，各放一块大挡铁22（要有相当的重量，以免移动）。对于开口尺寸变大的铸件1（如图3-4所示），挡铁22与铸件1之间留出空隙，空隙上面用大楔形铁23插入，空隙下面放适当的铁砖24，铁砖24的高度按需校正的尺寸和大楔形铁23的角度而定，大楔形铁23上面再用压铁加压，铸件受热后塑性增加，此时大楔形铁23受压下落，挤铸件1的两外端，使其向内收缩，恢复至图纸尺寸。为了避免收缩过大，在铸件1开口的内部放一长挡铁25，其两端与铸件1的开口内圆留出相应的校正尺寸；对于开口尺寸变小的铸件1（如图5-6所示），大楔形铁23楔入铸件1的半圆开口和长挡铁25之间的间隙中，使铸件1的半圆开口直径向外扩张，从而恢复到图纸尺寸。该方法工装难度大，存在安全隐患，要防止大楔形铁上压铁倾倒；工装设备复杂，需要特制挡铁（21、25）、楔铁23；能耗高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种大型弧形铸件校正方法，其校正精度高，工艺步骤简单，工艺设备条件低，能耗少。

本发明的技术方案是：一种大型弧形铸件校正方法，其包括如下工艺步骤：

一、测量大型弧形铸件的开口尺寸，比较设计时的尺寸，以确定开口尺寸跑开或缩拢的变形量；

二、将大型弧形铸件的拉筋切开，形成一间隙；

三、将大型弧形铸件整体进炉加热，然后保温一段时间，再出炉；

四、根据第一步得到的开口尺寸跑开或缩拢的变形量，对处于较高温度状态的大型弧形铸件的弯曲部分的内侧区或外侧区进行局部冷却，造成大型弧形铸件的内侧区与外侧区产生不均匀冷缩，使大型弧形铸件的开口尺寸H缩小或者增大，同时跟踪测量大型弧形铸件的开口尺寸；

五、当大型弧形铸件的开口尺寸达到设计时的开口尺寸时，停止对大型弧形铸件的弯曲部分的内侧区或外侧区进行局部冷却，迅速将拉筋的间隙用可焊接材料塞满，并快速焊接牢固，然后将大型弧形铸件整体进炉进行去应力退火处理；退火处理后可得到开口尺寸符合设计要求的大型弧形铸件。

本发明进一步的技术方案是：第三步所述的加热温度为500～550℃，保温时间为8～8.5小时。

本发明更进一步的技术方案是：第三步所述的出炉为通过迅速吊下的方式出炉，出炉后将大型弧形铸件置于平板上或平整地面上。

本发明再进一步的技术方案是：在第四步中当对内侧区或外侧区进行局部冷却时，还可以对相对的外侧区或内侧区进行局部加热处理，以增大开口尺寸的变化量。

本发明还进一步的技术方案是：所述的对内侧区或外侧区进行局部冷却是采用吹风方式进行冷却，对内侧区或外侧区进行局部加热是采用焦碳火或燃气吹喷火焰方式加热。

本发明进一步的技术方案是：第五步所述的退火处理时的温度为500～550℃，保温时间为8～12小时。

本发明的方法与现有技术相比具有如下特点：

1、由于采用不太高的温度加热校正技术，对铸件的质量没有影响且成功率高，同时节约了热能，成本低廉；

2、适用于各种型号、材质、规格的大型弧形铸件的校正，特别适用于大型半齿轮铸件的校正，操作简单，无安全隐患；

3、工具简单，不需要挡铁等难以固定的工装，不需要其他辅助设备，操作方便；

4、校正速度快，节约时间，对于公司具有可观的长远经济效益。

附图说明

图 1为大型弧形铸件还没有校正时其拉筋切开一间隙后的结构示意图；

图 2为大型弧形铸件在校正尺寸后并将其拉筋切开的间隙焊接好时的结构示意图；

图 3为现有技术中大型弧形铸件开口变大校正时的结构示意图；

图 4为图 3俯视图；

图 5为现有技术中大型弧形铸件开口变小校正时的结构示意图；

图 6为图 5俯视图。

具体实施方式

如图1所示，大型弧形铸件校正方法，其包括如下工艺步骤：

一、测量大型弧形铸件1的开口尺寸H（可以是内径，也可以是外径，图1标的是内径），比较设计时的尺寸，以确定开口尺寸H跑开或缩拢的变形量；

二、将大型弧形铸件1的拉筋11的一端切开，形成一间隙12；

三、将大型弧形铸件1整体进炉加热，然后保温一段时间，再出炉，出炉应该迅速吊下，置于平板上或平整地面上，平板或平整地面可以防止轴向变形；

四、根据第一步得到的开口尺寸H跑开或缩拢的变形量，对处于较高温状态的大型弧形铸件1的弯曲部分的内侧区13或外侧区14进行局部冷却（即如果开口尺寸H是跑开则在内侧区13进行局部冷却，如果开口尺寸H是缩拢则在外侧区14进行局部冷却），造成大型弧形铸件1的内侧区13与外侧区14产生不均匀冷缩（即不同步冷却），使大型弧形铸件1的开口尺寸H缩小或者增大，同时快速跟踪测量大型弧形铸件1的开口尺寸；

五、当大型弧形铸件1的开口尺寸H达到设计时的开口尺寸时，停止对大型弧形铸件1的弯曲部分的内侧区13或外侧区14进行局部冷却，迅速将拉筋11的间隙12用楔铁或钢板塞满，并快速焊接牢固（如图2所示），以稳定大型弧形铸件1的开口尺寸H，然后将大型弧形铸件1整体进炉进行去应力退火处理；退火处理后可得到开口尺寸符合设计要求的大型弧形铸件1。

在第四步中当对内侧区13或外侧区14进行局部冷却时，还可以对相对的外侧区14或内侧区13进行局部加热处理，以增大开口尺寸的变化量，即当对内侧区13进行冷却时，可以对外侧区14进行加热，以增加开口的收缩量，当对外侧区14进行冷却，可以对内侧区13进行加热，以增加开口的扩张量；对内侧区13或外侧区14进行局部冷却可以是采用风管吹风进行冷却，对内侧区13或外侧区14进行局部加热可以是采用焦碳火或燃气吹喷火焰方式加热。

为了更清楚地说明本发明，现在列举两个水泥回转窑的半齿轮铸件的校正方法的实施例，但其对发明的范围无任何限制。

实施例1

如图1-2所示，一种回转窑半齿轮铸件，材质ZG35SiMn，毛坯重20500kg，表面硬度要求为HB190～230，内圆尺寸Φ7220mm，轮缘厚190mm，设计要求加工后轮缘厚度应均匀，其开口偏差不得超过图纸设计尺寸的5%，经划线测量发现其开口尺寸跑开30mm左右，需校正。

先将拉筋11一端切开，留出50～60mm间隙12，整体进炉加热至500～550℃保温8h后出炉迅速吊下，置于平板上，人工手持可移动风管对图1所示的内侧区13均匀吹风冷却，测量开口尺寸发现尺寸缩拢（即尺寸变小），待尺寸缩拢38mm（含线性膨胀尺寸）左右时，用楔铁或薄钢板将间隙12塞满，并迅速将间隙12两边焊接牢固，在2小时以内整体进炉进行500～550℃保温8～10h消除应力处理。出炉后在常温下切除拉筋11测量开口尺寸，发现回转窑半齿轮铸件的开口尺寸缩拢29mm，即回转窑半齿轮铸件的内圆尺寸为Φ7221mm，尺寸校正成功。

实施实例2

如图1-2所示，一种回转窑半齿轮铸件，材质为ZG42CrMo，毛坯重20500kg，表面硬度要求为HB200以上，外圆尺寸Φ7600mm，轮缘厚180mm，设计要求加工后轮缘厚度应均匀，其开口偏差不得超过图示尺寸的5%；经划线测量发现回转窑半齿轮铸件的开口尺寸缩拢60mm左右，需校正。

先将拉筋11的一端切开，整体进炉加热至500～550℃保温8.5h后出炉迅速吊下，同时在平整地面上放一堆焦炭用氧气-丙烷焰点燃，插入风管通风保持燃烧；将图1所示的内侧区13平放于燃烧的焦炭上加热，人工手持可移动风管对图1所示的外侧区14均匀吹风冷却，测量其开口尺寸，发现尺寸跑开（即尺寸变大），待尺寸变大74mm（含线性膨胀尺寸）左右时，用楔铁或薄钢板将缝隙12塞满，并迅速将间隙12两边焊接牢固（如图2所示），在2小时内将半齿轮整体进炉，在500～550℃保温10～12h消除应力，出炉后在常温下切除拉筋测量尺寸发现尺寸跑开61mm，即外圆尺寸为Φ7601mm，尺寸校正成功，变形产品得以挽救并保证了产品质量。

并且申请人已成功地将本发明的方法对多种3.6米～7.6米的铸后产生变形的半齿轮进行了校正。

本发明的方法不局限于对水泥回转窑的半圆齿轮的校正，其可以用来对任何大型弧形铸件、甚至任何弯曲型铸件的校正。

本发明不局限于上述的具体步骤，只要是用热胀或冷缩的方法来校正大型弧形铸件的方法、特别是用热胀或冷缩的方法来校正回转窑半齿轮铸件的方法就落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大型弧形铸件校正方法，其特征是：其包括如下工艺步骤：

一、测量大型弧形铸件(1)的开口尺寸，比较设计时的尺寸，以确定开口尺寸跑开或缩拢的变形量；

二、将大型弧形铸件(1)的拉筋(11)切开，形成一间隙(12)；

三、将大型弧形铸件(1)整体进炉加热，然后保温一段时间，再出炉；

四、根据第一步得到的开口尺寸跑开或缩拢的变形量，对处于较高温度状态的大型弧形铸件(1)的弯曲部分的内侧区(13)或外侧区(14)进行局部冷却，造成大型弧形铸件(1)的内侧区(13)与外侧区(14)产生不均匀冷缩，使大型弧形铸件(1)的开口尺寸缩小或者增大，同时跟踪测量大型弧形铸件(1)的开口尺寸； 

五、当大型弧形铸件(1)的开口尺寸达到设计时的开口尺寸时，停止对大型弧形铸件(1)的弯曲部分的内侧区(13)或外侧区(14)进行局部冷却，迅速将拉筋(11)的间隙(12)用可焊接材料塞满，并快速焊接牢固，然后将大型弧形铸件(1)整体进炉进行去应力退火处理；退火处理后可得到开口尺寸符合设计要求的大型弧形铸件(1)。

2.根据权利要求1所述的大型弧形铸件校正方法，其特征是：第三步所述的加热温度为500～550℃，保温时间为8～8.5小时。

3.根据权利要求1或2所述的大型弧形铸件校正方法，其特征是：第三步所述的出炉为通过迅速吊下的方式出炉，出炉后将大型弧形铸件(1)置于平板上或平整地面上。

4.根据权利要求1或2所述的大型弧形铸件校正方法，其特征是：在第四步中当对内侧区(13)或外侧区(14)进行局部冷却时，还可以对相对的外侧区(14)或内侧区(13)进行局部加热处理，以增大开口尺寸的变化量。

5.根据权利要求3所述的大型弧形铸件校正方法，其特征是：在第四步中当对内侧区(13)或外侧区(14)进行局部冷却时，还可以对相对的外侧区(14)或内侧区(13)进行局部加热处理，以增大开口的尺寸变化量。

6.根据权利要求1或2所述的大型弧形铸件校正方法，其特征是：所述的对内侧区(13)或外侧区(14)进行局部冷却是采用吹风方式进行冷却。

7.根据权利要求5所述的大型弧形铸件校正方法，其特征是：所述的对内侧区(13)或外侧区(14)进行局部冷却是采用吹风方式进行冷却，对内侧区(13)或外侧区(14)进行局部加热是采用焦碳火或燃气吹喷火焰方式加热。

8.根据权利要求1或2所述的大型弧形铸件校正方法，其特征是：第五步所述的退火处理时的温度为500～550℃，保温时间为8～12小时。

9.根据权利要求3所述的大型弧形铸件校正方法，其特征是：第五步所述的退火处理时的温度为500～550℃，保温时间为8～12小时。

10.根据权利要求4所述的大型弧形铸件校正方法，其特征是：第五步所述的退火处理时的温度为500～550℃，保温时间为8～12小时。

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