CN102513508A - 一种铸造大型钢铸件的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铸造大型钢铸件的方法，包括步骤：①铸件的坭芯壳木模，在最大的坭芯的中间部位上下面分别设置一个矩形凸台；②制作两块与所述凸台尺寸相同的随形板；③合箱，烘干砂型；④熔炼浇注溶液，熔炼过程中吹惰性气体并喂丝；⑤铸件浇注；⑥保温冷却开箱，对铸件进行正火和回火处理；⑦将铸件中心窗口部位进行清整；⑧将同炉浇注的两块所述的随形板放进清理完毕的窗口部位，焊接固定随形板与铸件；⑨铸件整体进炉进行回火处理；⑩对焊接部位进行检查，确保无缺陷。本发明克服了大型铸钢件坭芯上浮，造成铸件上下箱面壁厚不均匀的情况，是一种相对简单的，对产品质量有较强控制性的方法。
Description
技术领域
本发明涉及大型铸钢件技术领域，特别是涉及一种铸造大型钢铸件的方法。
背景技术
公司在生产某型大型铸钢件时，该铸钢件长近5~6m，最大宽度2~3m，铸件重量18~22吨，在生产时采用中间面分型，中间打坭芯的方法进行造型，为了防止铸件中间一根最长最大的坭芯（长约5.5m）在浇注后受到钢水的浮力作用，使该坭芯中心部位拱起或整体上浮，在配箱时，采用在上下箱、坭芯之间放置钢制芯撑，但往往开箱后发现，该效果并不理想，原因是上下箱与坭芯间都是圆弧面，芯撑的受力面不平，造成芯撑在盖箱过程中和钢水充型过程中很容易发生损坏，芯撑也就失去了应有的作用，造成铸件上下面壁厚差距较大，客户对非加工毛坯面壁厚要求又相当严格，要求铸件要进行超声波测厚，实际厚度公差必须控制在-2mm~+2mm，造成产品在向客户提交时往往要进行大量的返修。
发明内容
针对上述现有技术的缺点，本发明提供一种铸造大型钢铸件的方法，取消在配箱的时候放置芯撑，用“开天窗”的方式防止坭芯上浮使铸件的上下平面壁厚差明显减少，壁厚公差基本控制在客户要求范围内。
本发明的技术解决方案如下：
一种铸造大型钢铸件的方法，该方法包括如下步骤：
① 铸件的坭芯壳木模，在最大的坭芯的中间部位上下面分别设置一个具有一定尺寸的矩形凸台，该凸台与所述最大的坭芯头相配合抵抗坭芯在浇注过程中受到钢水的浮力，防止坭芯上浮；
② 随形板铸型，制作两块与所述凸台尺寸相同的随形板，在该随形板上部设置相对应的冒口和浇注系；
③ 合箱，烘干砂型；
④ 熔炼浇注溶液，熔炼过程中吹惰性气体并喂丝；
⑤ 铸件浇注；
⑥ 保温冷却开箱，对铸件进行正火和回火处理；
⑦ 将铸件中心天窗部位进行清整，并用碳刨和打磨的方式开出焊接坡口，磁粉探伤检查确认坡口部位无缺陷；
⑧ 将同炉浇注的两块所述的随形板放进清理完毕的窗口部位，焊接固定随形板与铸件，并保证随形板能完全将该天窗填满；
⑨ 铸件整体进炉进行回火处理，消除焊接应力；
⑩ 待铸件出炉冷却至室温并且48小时后，对焊接部位进行磁粉和超声波探伤检查，确保无缺陷。
所述步骤③中，在完成配箱前，对铸件的上下平面厚度进行检查，其厚度需略大于图纸要求，若低于图纸要求，则在坭芯头和凸台部位增加钢制垫圈数量，增加壁厚。
所述步骤⑤中，完成对铸件的浇注后，使用剩余钢水对同时制作的随形板进行浇注，确保随形板材料牌号与铸件牌号相同。
所述步骤⑧中，通过CO2保护多道焊的方式将随形板与铸件固定。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
由于本发明采用在铸件坭芯当中开“天窗”的方法来取代以往传统的使用钢制坭芯撑来确保防止坭芯上浮的工艺方式，克服了坭芯上浮造成铸件上下平面壁厚差的缺点，保险系数大，铸件开箱后，铸件的上下箱面的厚度基本保持一致，不需进行大面积返修。虽然在铸件的后道清理过程中增加了一步封“天窗”的工序，但只要该步骤中的电焊控制规范，不会给铸件质量带来负面影响，考虑到原来的放芯撑工艺在开箱后也要将芯撑挖出再烧电焊，实际工作量并未增加。本发明是一种相对简单的，且对产品质量有较强控制性的方法。
附图说明
图1是铸件造型工艺图。
图2是图1中1#坭芯放大图。
图3是随型板结构示意图。
图4是开箱后33500T RH “天窗”位置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来对本发明进一步的详细说明，但不能因此而限制本发明的保护范围。
本实施例以33500T RH铸钢件铸造过程为例详细阐述本发明在铸造大型铸钢件防止坭芯上浮造成铸件上下平面壁厚差的方法。
33500T RH 铸钢件参数如下：
铸件外型尺寸：5500mm×2400mm×1100 mm
铸件最大壁厚：300mm
铸件最小壁厚（1#坭芯影响该壁厚）：85mm
铸件毛坯重量：18000kg
中间最大坭芯（1#坭芯）尺寸：6000mm×800mm×800mm
依照本发明的铸造方法，该气缸盖的铸造主要包括下列几个步骤：
1）在1#坭芯中间上下面各增加一个500mm×400mm×90mm的凸台，参见图1和图2。
2）制作两块同凸台同尺寸随形板铸型，并配上相适应的冒口和浇道系统，参见图3。
3）配箱时对铸件的上下箱厚进行检查，保证壁厚在85~95mm之间，若无法达到，则在芯头和凸台上垫钢制垫圈进行调整。合箱，烘干砂型。
4）熔炼浇注溶液，熔炼过程中吹惰性气体并喂丝。
5）铸件和随形板板同炉浇注。
6）保温冷却开箱，对铸件进行正火和回火处理。
7）对铸件中心窗口部位进行清整，铸件如图4，并用碳刨和打磨的方式开出焊接坡口，磁粉探伤检查确认坡口部位无缺陷。
8）待铸件完成热处理后，将浇注的随型板装入“天窗”位置，采用CO2保护焊，使用与本体牌号、性能相近的焊丝，将板牢固焊在铸件上，消除应力处理，然后使用MT/UT确认焊接部位无缺陷。通过CO2保护多道焊的方式将板固定，并保证板能完全将该窗口填满。
9）铸件整体进炉进行回火处理，消除焊接应力。
10）待铸件出炉冷却至室温并且48小时后，对焊接部位进行磁粉和超声波探伤检查，确保无缺陷。
采用本方法生产出的33500T RH的1#坭芯部位的上下壁厚通过超声波测厚，发现其厚度一般在83~88（名义值为85）之间，只要通过少量的休整和打磨及可满足要求，而且造型、配箱过程中由于放置芯撑造成的风险可以有效避免。
Claims (4)
1.一种铸造大型钢铸件的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
① 铸件的坭芯壳木模，在最大的坭芯的中间部位上下面分别设置一个矩形凸台；
② 随形板铸型，制作两块与所述凸台尺寸相同的随形板，在该随形板上部设置相对应的冒口和浇注系；
③ 合箱，烘干砂型；
④ 熔炼浇注溶液，熔炼过程中吹惰性气体并喂丝；
⑤ 铸件浇注；
⑥ 保温冷却开箱，对铸件进行正火和回火处理；
⑦ 将铸件中心天窗部位进行清整，开出焊接坡口，磁粉探伤检查确认坡口部位无缺陷；
⑧ 将同炉浇注的两块所述的随形板放进清理完毕的窗口部位，焊接固定随形板与铸件，并保证随形板能完全将该天窗填满；
⑨ 铸件整体进炉进行回火处理，消除焊接应力；
⑩ 待铸件出炉冷却至室温并且48小时后，对焊接部位进行磁粉和超声波探伤检查，确保无缺陷。
2.根据权利要求1所述的铸造大型钢铸件的方法，其特征在于在所述步骤③中，在完成配箱前，对铸件的上下平面厚度进行检查，其厚度需略大于图纸要求，若低于图纸要求，则在所述坭芯头和凸台部位增加钢制垫圈数量。
3.根据权利要求1所述的铸造大型钢铸件的方法，其特征在于在所述步骤⑤中，完成对铸件的浇注后，使用剩余钢水对同时制作的随形板进行浇注，确保随形板材料牌号与铸件牌号相同。
4.根据权利要求1所述的铸造大型钢铸件的方法，其特征在于在所述步骤⑧中，通过CO2保护多道焊的方式将随形板与铸件固定。
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