CN108707733B - 一种缩短大型铸钢件生产周期的工艺方法 - Google Patents

一种缩短大型铸钢件生产周期的工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种缩短大型铸钢件生产周期的工艺方法，包括：铸件浇注3天后逐步去除上层的部分砂箱；在冒口根部测温，低于400℃时把铸件从砂型中吊出空冷，然后放回砂型中；再次测箱低于对应温度后打箱，打箱后的铸件凉至室温，然后进行清砂、喷丸，将铸件预热后切冒口，冒口、水口和补贴全部切割完成后，对铸件进行性能热处理。本发明通过加快铸件凝固后冷却速度，采用室温清砂、喷丸，取消完全退火等方法，简化工艺流程，提高生产效率，从而实现缩短生产周期的目的，对于碳钢和低合金钢铸件具有普遍的适用性。

Description

一种缩短大型铸钢件生产周期的工艺方法
技术领域
本发明涉及铸造技术领域，尤其涉及一种缩短大型铸钢件生产周期的工艺方法。
背景技术
近年来，随着装备制造业的发展，对铸造技术提出了更高的要求，不仅工期大幅度压缩，订货价格也不断降低，因此需要铸造行业内部挖潜，根据铸件的特点，在保证质量的前提下简化生产流程，降低生产成本。
目前影响铸钢件生产工期的主要因素有以下几个方面：1)铸钢件因为收缩比例大，凝固过程中产生自由收缩，为了防止冷却过快，避免裂纹的产生，传统的做法是浇注后在砂型中缓冷。大型铸钢件一般需要20-30天的缓冷时间才能打箱，再加上清砂、完全退火和切冒口补贴等，浇注后30-40天才能转到加工工序，如此长的生产周期无法满足订货要求。2)传统的清砂方式是铸件带温度清砂，清砂后不喷丸，使得砂子清理不彻底，在后续的热处理过程中容易产生二次烧结，在铸件表面产生地图状的化学粘砂，增加了清理的难度和时间。3)清砂后的铸件一般都需要进行一次完全退火，时间至少为3天，不仅延长了生产周期，还增加了额外的热处理成本。
发明内容
本发明提供了一种缩短大型铸钢件生产周期的工艺方法，通过加快铸件凝固后冷却速度，采用室温清砂、喷丸，取消完全退火等方法，简化工艺流程，提高生产效率，从而实现缩短生产周期的目的，对于碳钢和低合金钢铸件具有普遍的适用性。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种缩短大型铸钢件生产周期的工艺方法，通过加快铸件凝固后的冷却速度、简化热处理工艺、室温喷丸清砂，达到缩短铸钢件生产周期的目的；具体包括以下步骤：
1)铸件浇注后第3天去除第一层砂箱，之后每天去除一层砂箱，直到去除砂箱的高度为原砂箱总高度的30～50％；
2)在冒口根部测温，当温度低于400℃时，把铸件从砂型中吊出至离砂型顶面300～500mm高，于空中停留5～15分钟，然后将铸件放回砂型中；
3)在冒口根部测温，对于非板类碳钢铸件，所测温度＜300℃时打箱；对于非板类低合金钢铸件，所测温度＜200℃时打箱；对于板类铸钢件，所测温度＜150℃时打箱；
4)打箱后的铸件凉至室温，然后进行清砂；
5)喷丸，清理干净铸件表面的粘砂；
6)将铸件预热到450～550℃，保温时间根据最大壁厚按20～30mm/h确定；
7)预热后切冒口，切冒口过程中保证铸件温度不低于350℃；
8)冒口、水口和补贴全部切割完成后，对铸件进行性能热处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)缩短了铸件在砂型中的缓冷时间，与常规方法相比平均能够缩短5-15天的时间；
2)提高了砂箱和地坑的周转效率；
3)采用室温清砂，清砂后喷丸处理去除表面粘砂，避免了后续热处理过程中出现二次烧结现象，节省额外的清理时间；
4)省略了常规工艺中的完全退火工序，改用预热切冒口，使铸件热处理时间缩短2-3天，并且降低了热处理成本。
附图说明
图1是本发明实施例1所述铸钢件生产工艺与温度关系图。
具体实施方式
如图1所示，本发明所述一种缩短大型铸钢件生产周期的工艺方法，通过加快铸件凝固后的冷却速度、简化热处理工艺、室温喷丸清砂，达到缩短铸钢件生产周期的目的；具体包括以下步骤：
1)铸件浇注后第3天去除第一层砂箱，之后每天去除一层砂箱，直到去除砂箱的高度为原砂箱总高度的30～50％；
2)在冒口根部测温，当温度低于400℃时，把铸件从砂型中吊出至离砂型顶面300～500mm高，于空中停留5～15分钟，然后将铸件放回砂型中；
3)在冒口根部测温，对于非板类碳钢铸件，所测温度＜300℃时打箱；对于非板类低合金钢铸件，所测温度＜200℃时打箱；对于板类铸钢件，所测温度＜150℃时打箱；
4)打箱后的铸件凉至室温，然后进行清砂；
5)喷丸，清理干净铸件表面的粘砂；
6)将铸件预热到450～550℃，保温时间根据最大壁厚按20～30mm/h确定；
7)预热后切冒口，切冒口过程中保证铸件温度不低于350℃；
8)冒口、水口和补贴全部切割完成后，对铸件进行性能热处理。
以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
【实施例1】
本实施例中，大型铸钢件为非板类低合金钢铸件，共有6层等高度的砂箱，其生产过程如下：
1)铸件浇注后第3天，采用吊车吊装，去除冒口部位的第一层砂箱，但要保证冒口周围有至少50mm厚的砂子，避免冒口暴露在空气中；第4天去除第二层砂箱；剩余四层砂箱；
2)在冒口根部挖出一个测温通道，用便携式测温枪测温，当温度低于400℃时，把铸件从砂型中吊出至距离砂型顶面500mm高，空中停留15分钟，然后放回砂型中，放回后保证铸件本体不外露，冒口处也要有砂子覆盖；
3)在冒口根部再次测温，温度＜200℃后打箱；
4)打箱后的铸件凉至室温，然后清砂，清砂时不允许用钩机，风镐不能垂直作用于铸件表面；
5)喷丸，清理干净铸件表面的粘砂，有气道、腔室的铸件上振动落砂床清砂；
6)铸件进加热炉中预热到550℃，保温时间根据最大壁厚按20mm/h确定；
7)预热后切冒口，该过程中铸件采用环火加热，保证铸件温度不低于350℃，温度低于350℃后需要回炉继续加热；
8)冒口、水口和补贴全部切割完成后，进行性能热处理。
本实施例中铸钢件生产工艺与温度关系图如图1所示，本实施例中，铸钢件生产周期节省18天，且降低了热处理成本
【实施例2】
本实施例中，大型铸钢件为非板类碳钢铸件，共有6层等高度的砂箱，其生产过程如下：
1)铸件浇注后第3天，采用吊车吊装，去除冒口部位的第一层砂箱，但要保证冒口周围有至少50mm厚的砂子，避免冒口暴露在空气中；第4天去除第二层砂箱，第5天去除第三层砂箱；剩余三层砂箱；
2)在冒口根部挖出一个测温通道，用便携式测温枪测温，当温度低于400℃时，把铸件从砂型中吊出至距离砂型顶面400mm高，空中停留10分钟，然后放回砂型中，放回后保证铸件本体不外露，冒口处也要有砂子覆盖；
3)在冒口根部再次测温，温度＜300℃后打箱；
4)打箱后的铸件凉至室温，然后清砂，清砂时不允许用钩机，风镐不能垂直作用于铸件表面；
5)喷丸，清理干净铸件表面的粘砂，有气道、腔室的铸件上振动落砂床清砂；
6)铸件进加热炉中预热到450℃，保温时间根据最大壁厚按25mm/h确定；
7)预热后切冒口，该过程中铸件采用环火加热，保证铸件温度不低于350℃，温度低于350℃后需要回炉继续加热；
8)冒口、水口和补贴全部切割完成后，进行性能热处理。
本实施例中，铸钢件生产周期节省12天，且降低了热处理成本
【实施例3】
本实施例中，大型铸钢件为板类碳钢铸件，共有4层等高度的砂箱，其生产过程如下：
1)铸件浇注后第3天，采用吊车吊装，去除冒口部位的第一层砂箱，但要保证冒口周围有至少50mm厚的砂子，避免冒口暴露在空气中；剩余两层砂箱不再去除；
2)在冒口根部挖出一个测温通道，用便携式测温枪测温，当温度低于400℃时，把铸件从砂型中吊出至距离砂型顶面300mm高，空中停留5分钟，然后放回砂型中，放回后保证铸件本体不外露，冒口处也要有砂子覆盖；
3)在冒口根部再次测温，温度＜150℃后打箱；
4)打箱后的铸件凉至室温，然后清砂，清砂时不允许用钩机，风镐不能垂直作用于铸件表面；
5)喷丸，清理干净铸件表面的粘砂，有气道、腔室的铸件上振动落砂床清砂；
6)铸件进加热炉中预热到450℃，保温时间根据最大壁厚按20mm/h确定；
7)预热后切冒口，该过程中铸件采用环火加热，保证铸件温度不低于350℃，温度低于350℃后需要回炉继续加热；
8)冒口、水口和补贴全部切割完成后，进行性能热处理。
本实施例中，铸钢件生产周期节省7天，且降低了热处理成本
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种缩短大型铸钢件生产周期的工艺方法，其特征在于，通过加快铸钢件凝固后的冷却速度、简化热处理工艺、室温喷丸清砂，达到缩短铸钢件生产周期的目的；具体包括以下步骤：
1)铸钢件浇注后第3天去除第一层砂箱，之后每天去除一层砂箱，直到去除砂箱的高度为原砂箱总高度的30～50％；
2)在冒口根部测温，当温度低于400℃时，把铸钢件从砂型中吊出至离砂型顶面300～500mm高，于空中停留5～15分钟，然后将铸钢件放回砂型中；
3)在冒口根部测温，对于非板类碳钢铸钢件，所测温度＜300℃时打箱；对于非板类低合金钢铸钢件，所测温度＜200℃时打箱；对于板类铸钢件，所测温度＜150℃时打箱；
4)打箱后的铸钢件凉至室温，然后进行清砂；
5)喷丸，清理干净铸钢件表面的粘砂；
6)将铸钢件预热到450～550℃，保温时间根据最大壁厚按20～30mm/h确定；
7)预热后切冒口，切冒口过程中保证铸钢件温度不低于350℃；
8)冒口、水口和补贴全部切割完成后，对铸钢件进行性能热处理。
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