CN111910118B - 一种大功率柴油机用球墨铸铁飞轮的成型方法 - Google Patents

一种大功率柴油机用球墨铸铁飞轮的成型方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111910118B
CN111910118B CN202010685211.9A CN202010685211A CN111910118B CN 111910118 B CN111910118 B CN 111910118B CN 202010685211 A CN202010685211 A CN 202010685211A CN 111910118 B CN111910118 B CN 111910118B
Authority
CN
China
Prior art keywords
casting
iron
spheroidizing
sprue
pouring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010685211.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111910118A (zh
Inventor
晁革新
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shannxi Diesel Engine Heavy Industry Co Ltd
Original Assignee
Shannxi Diesel Engine Heavy Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shannxi Diesel Engine Heavy Industry Co Ltd filed Critical Shannxi Diesel Engine Heavy Industry Co Ltd
Priority to CN202010685211.9A priority Critical patent/CN111910118B/zh
Publication of CN111910118A publication Critical patent/CN111910118A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111910118B publication Critical patent/CN111910118B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C37/00Cast-iron alloys
    • C22C37/04Cast-iron alloys containing spheroidal graphite
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/02Sand moulds or like moulds for shaped castings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/08Features with respect to supply of molten metal, e.g. ingates, circular gates, skim gates
    • B22C9/082Sprues, pouring cups
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/08Features with respect to supply of molten metal, e.g. ingates, circular gates, skim gates
    • B22C9/086Filters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/08Features with respect to supply of molten metal, e.g. ingates, circular gates, skim gates
    • B22C9/088Feeder heads
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/22Moulds for peculiarly-shaped castings
    • B22C9/28Moulds for peculiarly-shaped castings for wheels, rolls, or rollers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D27/00Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
    • B22D27/04Influencing the temperature of the metal, e.g. by heating or cooling the mould
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C33/00Making ferrous alloys
    • C22C33/08Making cast-iron alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C37/00Cast-iron alloys
    • C22C37/10Cast-iron alloys containing aluminium or silicon
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Abstract

提供一种大功率柴油机用球墨铸铁飞轮的成型方法,属于铸造技术领域,本发明通过采用底注开放式浇注系统,内浇道披缝缓流式均匀分布,冒口和冷铁相结合,有效提高石墨化膨胀的利用程度和冒口的补缩效果,控制化学成分,具有脱硫、球化、抗球化衰退能力强、细化基体组织的重稀土球化剂及促进石墨化和抗衰退能力及增加石墨球数的孕育剂,实现了大功率柴油机球墨铸铁飞轮的铸造批量生产。

Description

一种大功率柴油机用球墨铸铁飞轮的成型方法
技术领域
本发明属于铸铁铸造技术领域,具体涉及一种大功率柴油机用球墨铸铁飞轮的成型方法。
背景技术
某型柴油机飞轮是柴油机的重要部件,该飞轮要求:外型尺寸为:φ1670×250mm,材料为QT400-15,铸件主要厚度275mm,毛坯重3500Kg,铸件液重约为4375Kg,零件最大抗拉强度:σb>400[N/mm2],σ0.2>250[N/mm2],伸长率δ>15%,布氏强度:130~180HBs,金相组织:铁素体≥90%。钻孔前进行超声波检验,不允许有任何缺陷,钻孔后进行磁粉探伤检验。该铸件属于厚大球墨铸铁件,在成型时,冷却速度缓慢,因而需要冷却的时间较长,容易在厚壁中心或热节处出现石墨畸变、球数减少、夹渣、缩松、组织粗大、化学成分偏析、晶间炭化物、石墨漂浮等铸造缺陷,要求进行低温快浇。因此提出此改进。
发明内容
本发明解决的技术问题:提供一种大功率柴油机用球墨铸铁飞轮的成型方法,本发明通过采用底注开放式浇注系统,内浇道披缝缓流式均匀分布,冒口和冷铁相结合,有效提高石墨化膨胀的利用程度和冒口的补缩效果,控制化学成分,具有脱硫、球化、抗球化衰退能力强、细化基体组织的重稀土球化剂及促进石墨化和抗衰退能力及增加石墨球数的孕育剂,实现了大功率柴油机球墨铸铁飞轮的铸造批量生产。
本发明采用的技术方案:一种大功率柴油机用球墨铸铁飞轮的成型方法,包括以下步骤:
(1)配料:选用55%的Q10的生铁和10%的废钢,其余为球铁回炉料,按照低碳低硅原则确定炉前各化学成分的质量百分比:C:3.5~3.6%,Si:1.4~1.5%,Mn:0.15~0.25%,S:≤0.015% ,P:<0.04%;
(2)浇注系统设计:浇注系统包括直浇道、横浇道、冒口、内浇道、冷铁、出气片;其中,
①采用低流速、大流量、低温快速的开放式浇注系统进行铁液充型;
②采用底注方式,将铸件内圆凸台部位置于上型,从外圆轮齿处分型,内浇道采用薄、宽而分散的多个披缝缓流形式且在铸件内圆下部周围均布;
③冷铁的设置,在铸件厚大部位采用双面冷铁,即在铸件厚大部位上下平面部位均采用尺寸大的冷铁,在铸件内圆孔底部采用尺寸小的冷铁;
④冒口:在浇注位置顶部采用蓄热系数小且具有保温功能的珍珠岩粉材料制成的保温冒口;
(3)造型:将树脂砂舂入砂箱后进行造型,砂型24小时抗拉强度≥1.0MPa;
(4)熔炼:
①采用中频感应电炉熔炼,在炉底先加入少量生铁起炉形成熔池后,逐步将步骤(1)中配好的原材料有序加入电炉中进行熔炼,升温到1420℃-1450℃取样,首次补加合金按下限计算,成分合格后方可出炉,铁水出炉温度:1380~1400℃;
②球化处理:采用龙钇重稀土球化剂进行球化处理;
③孕育处理:
炉前冲入孕育:选用句容亚峰YFY-150硅钡孕育剂,加入量0.5%;
瞬时孕育:采用定量浇口杯及含铋强烈增加石墨球数的孕育剂YFY-380,加入量0.1%;
(5)浇注:铁水浇注温度为1340±10℃;
(6)打箱时间:浇注后36小时或铸件温度590℃以下打箱空冷。
上述步骤(2)中,直浇道采用耐火陶瓷管形成,放置在与型板纵向中心线夹角呈45°处,上下模型的直浇道与直浇道连接部分采用直浇道凸台搭子定位连接;横浇道采用大断面,直浇道与横浇道转接部分采用直浇道定位圆台连接,直浇道定位圆台高度与横浇道相同,横浇道断面呈高梯形,从飞轮圆心沿径向分布,在横浇道的末端设置过滤网;内浇道断面呈薄矩形,内浇道从飞轮内圆底部引入铸型。
上述步骤(4)中,球化处理装包时,在浇包的球化坑内加入1.3%的龙钇重稀土球化剂,上部覆盖0.4%的句容亚峰YFYY-2孕育剂,再覆盖0.3%的球铁铁屑,逐层适当紧实后覆盖球化钢板,最后压生铁 2~4 块,出炉时铁液冲向未放置球化剂一侧,冲入2/3~1/2铁液,等球化反应沸腾1min左右,待球化反应将要结束时再冲入其余铁液,并随流在出铁槽添加瞬时孕育剂。
本发明与现有技术相比的优点:
1、本方案采用底注、低流速、大流量、低温快浇、开放式浇注系统进行铁液充型,采用披缝缓流式内浇道均匀分布,使得整个铸件的热节均匀分布,在铸件膨胀凝固开始时,内浇口能迅速凝固封闭,减少与铸件的接触热节,液面上升平稳,逸气浮渣能力强,避免高温铁水使铸型和冷铁过早达到热饱和而降低或失去激冷的作用,充分利用铁液石墨化膨胀进行补缩,避免夹渣、缩松缺陷。
2、带过滤网的大断面的横浇道,提高浇注系统的挡渣能力,达到横浇道充满有余,起到浇注系统浮气、挡渣的作用;
3、在浇注位置顶部采用蓄热系数小且具有保温功能的珍珠岩粉的保温冒口,能够延长冒口的凝固时间,提高冒口的补缩效率;
4、在厚大部位采用双面冷铁,即厚大部位上下平面均采用尺寸大的冷铁,加快铸件热节部位的冷却速度,增大铸件表面和中心的温度梯度,形成人为末端区强化部位方向性(顺序)凝固的条件,有效提高石墨化膨胀的利用程度和冒口的补缩效果;
5、采用具有脱硫、球化、抗球化衰退能力强、细化基体组织的龙钇基重稀土球化剂,消除厚大球墨铸铁件冷却缓慢、共晶凝固时间较、在厚壁中心或热节处出现石墨畸变、球数减少、组织粗大、石墨漂浮等铸造缺陷;
6、炉前冲入有很强的促进石墨化和抗衰退能力硅钡孕育剂,瞬时孕育采用定量浇口杯及含铋强烈增加石墨球数的孕育剂,显著增加基体的石墨球数,改善铸铁的显微组织和性能。
附图说明
图1为本发明中浇注系统的结构示意图;
图2为本发明图1中的A-A向结构剖视图。
其中:1--直浇道、2--横浇道、3--过滤网、4--冒口、5--冷铁、501--冷铁1#、502--冷铁2#、503--冷铁3#、504--冷铁4#、6--出气片、7--型板纵轴线。
具体实施方式
下面描述本发明的实施例。
一种大功率柴油机用球墨铸铁飞轮的成型方法,包括以下步骤:
(1)配料:选用55%的Q10的生铁和10%的废钢,其余为球铁回炉料,按照低碳低硅原则确定炉前各化学成分的质量百分比:C:3.5~3.6%,Si:1.4~1.5%,Mn:0.15~0.25%,S:≤0.015% ,P:<0.04%;
其中,碳高容易产生石墨漂浮,但过低又容易产生缩松、缩孔等缺陷,综合考虑,碳量在3.5~3.6%之间为最宜。
Si高容易引起异形石墨,提高低温脆性,因此要控制终Si量,在保证铁素体量的条件下尽量降低硅量,控制在1.4~1.5%。
Mn是促进碳化物生成,且易产生偏析,控制在0.1~0.4%范围,铁素体球墨铸铁取中下限。
S具有较强烈的阻碍石墨化,要求硫含量低,会形成FeS-Fe共晶体分布在晶界上,既阻碍碳扩散,又降低球墨铸铁的塑性,但S含量过低会造成结晶核心不足,使基体组织的石墨球变大,石墨球数变少。炉前铁水中S控制在0.008~0.015%之间效果较好。
P易产生偏析导致铸件脆性增加,降低韧性,严格限制反白口化元素和反球化元素的含量。
(2)浇注系统设计
浇注系统包括直浇道1、横浇道2、冒口4、内浇道、冷铁5、出气片6。
①采用低流速、大流量、低温快速的开放式浇注系统进行铁液充型。液面上升平稳,逸气浮渣能力强,避免高温的铁水使铸型和冷铁过早达到热饱和而降低或失去激冷的作用,充分利用铁液石墨化膨胀进行补缩,避免夹渣、缩松缺陷。
②采用底注方式,将铸件内圆凸台部位置于上型,有利于顶部冒口的补缩,从外圆轮齿处分型,内浇道采用薄、宽而分散的多个披缝缓流形式,且在铸件内圆下部周围均布,使得整个铸件的热节均匀分布,在铸件膨胀凝固开始时,内浇口能迅速凝固封闭,以充分利用铁水本身的石墨化膨胀来进行补缩。
下面以某型柴油机飞轮为例进行浇注系统的计算,该飞轮要求,外型尺寸为:φ1670×250mm,材料为QT400-15,铸件主要厚度275mm,毛坯重3500Kg,铸件液重约为4375K。
该飞轮属于厚壁球墨铸铁件,设定采用开放式浇注系统,F:F:F=1:(1.2~2.0):(1.2~2.0)。
● 浇注系统计算
1)液重:G=铸件重量×(100+浇冒系统重量)%
工艺出品率按75%计算,液重G=3500×(100+25)%= 3500×125%= 4375kg,液重4375㎏
2)计算浇注时间:根据G-t回归方程应用表,应用公式,
t=S
Figure DEST_PATH_IMAGE001
G—型内铁液总重量,包含浇冒系统重量(Kg)
t—浇注时间(s)
S—系数,0.55~0.9,取0.55
t = 0.55
Figure 913784DEST_PATH_IMAGE002
=36,因此,确定浇注时间36s。
3)静压头:HP= HO-0.5HC
HO—铸型底平面到浇口顶面距离
HC—铸型高度
HO=667+450=1117mm,
HP= HO-0.5HC=1117-0.5×305=965mm,
Figure DEST_PATH_IMAGE003
Figure 96504DEST_PATH_IMAGE004
=9.82cm,
4)内浇道截面积的计算:
ΣF=
Figure DEST_PATH_IMAGE005
G—型内铁液总重量,包含浇冒系统重量(Kg)
μ—流量损耗系数,取μ=0.55,
t—浇注时间(s)
将上述已知数代入根据阻流截面总面积公式,得出
ΣF=
Figure 407399DEST_PATH_IMAGE006
= 72.6(cm2)
则各内浇道的形状:F=
Figure DEST_PATH_IMAGE007
=
Figure 835232DEST_PATH_IMAGE008
= 12.1(cm2)(6个内浇口),取内浇口的截面形状为:120×10mm,实际截面尺寸为:72(cm2)。
5)直、横浇道截面积的计算:F:F:F=1:1.5:1.2,
F=1.5/1.2×72=90(cm2),取圆环形横浇道的截面形状为35/40×40的梯形(6道);实际截面尺寸为:90(cm2)
F=1.0/1.2×72=60(cm2),实际采用φ90mm的直浇道,实际截面尺寸为:63.5(cm2)。
则实际浇口比,F1 : F1 : F1 =63.5:90:72=1:1.42:1.13
6)验算极限上升速度:V =
Figure DEST_PATH_IMAGE009
,当铸件壁厚δ>40,水平位置浇注时,最小的液面上升速度与铸件壁厚关系,需符合液面上升速度8~10mm/s的要求。
式中,
V—型内液面上升速度(mm/s)
C—铸件的高度(mm),
t—浇注时间(s)
将数据代入计算得: V =
Figure 977500DEST_PATH_IMAGE010
=8.5mm/s。
其中,符合液面上升速度8~10mm/s的要求。
即:浇注时间t = 36s时,极限上升速度是合理的。
● 浇注系统布局
直浇道:
1)直浇道1的直径φ90,截面积6358,直浇道1采用耐火陶瓷管形成,放置在与型板纵轴线7夹角呈45°,距铸件中心1025处交接。
2)直浇道圆台
直浇道1与横浇道2转接部分采用φ120/φ130的圆台连接、高度与横浇/2相同,圆台上部做出直径φ85,高度20的直浇道定位搭子,上下模型的直浇道1与直浇道1连接部分采用φ120/φ130,高度20的直浇道凸台搭子,防止舂砂时直浇道位置偏移。
横浇道:
横浇道2采用大断面,直浇道1与横浇道2转接部分采用直浇道定位圆台连接,高度与横浇道相同,横浇道2断面呈高梯形,从飞轮圆心沿径向分布。在横浇道2的末端设置过滤网3,提高浇注系统的挡渣能力,达到横浇充满有余,起到浇注系统浮气、挡渣的作用。
1)横浇道形状:
断面呈高梯形:35/40×40,从飞轮圆心沿径向分布,共6道,横浇道总截面积9000。
2)过滤网
在横浇道距中心295各设置一个面积100×100,厚度20的过滤网3,过滤网3以内横浇道预留宽度70/80,高度90,长度80的区域,使聚集在横浇道的夹杂物不再随液流到横浇道的工作段中去,提高横浇道的聚渣能力。过滤网3以外20至60长度横浇道宽度由80逐渐扩大到120,进一步疏缓铁液的流速。
内浇道
1)内浇道
断面呈薄矩形:120×10, 6个内浇道沿飞轮内圆均布。
2)引入位置
根据内浇道引入的位置、方向、大小和个数符合铸件的凝固原则和补缩方法确定:采用薄、宽的披缝形式内浇道,从飞轮内圆底部引入铸型,减少与铸件的接触热节,达到快速、平稳、大流量、低流速充型的目的。
③冷铁的设置
在铸件厚大部位采用双面冷铁,即在铸件厚大部位上下平面部位均采用尺寸大的冷铁,在铸件内圆孔底部采用尺寸小的冷铁。冷铁5的结构能够加快铸件热节部位的冷却速度,增大铸件表面和中心的温度梯度,形成人为末端区强化部位方向性(顺序)凝固的条件,有效提高石墨化膨胀的利用程度和冒口的补缩效果。
具体的,针对本实施例中的飞轮,其属轮盘状结构,整体壁厚大,在铸件内侧过渡部位、上下平面部位采用尺寸较大的冷铁2# 502、冷铁3# 503、冷铁4# 504,通过冷铁的重量、厚度以及与铸件的接触面积的增加,提高冷铁的激冷能力,加快铸件热节部位的冷却速度,增大铸件表面和中心的温度梯度,使铸件的厚大区域石墨化膨胀提前,有效提高石墨化膨胀的利用程度。在铸件内圆孔底部采用冷铁1# 501加快区域冷却速度,强化部位方向性(顺序)凝固条件,提高保温冒口对凸台部位的有效补缩。
飞轮不同部位冷铁的厚度尺寸
Figure DEST_PATH_IMAGE011
的计算过程如下:
Figure 331121DEST_PATH_IMAGE012
上式中,
Figure DEST_PATH_IMAGE013
为厚度系数,取值范围为0.3≤
Figure 863734DEST_PATH_IMAGE013
≤1.0,
Figure 859372DEST_PATH_IMAGE014
为飞轮热节部位的厚度。
根据飞轮不同部位的具体形状,进行冷铁的布置:
1、冷铁1# 501(弧形):
Figure DEST_PATH_IMAGE015
Figure 59409DEST_PATH_IMAGE016
=0.5,
Figure DEST_PATH_IMAGE017
=123,则
Figure 583931DEST_PATH_IMAGE018
=61.5,圆整60,面积R295,宽度70,厚度60,数量16块,均匀放置于飞轮内腔底平面部位;
2、冷铁2# 502(随形):
Figure DEST_PATH_IMAGE019
Figure 367954DEST_PATH_IMAGE020
=0.9,
Figure DEST_PATH_IMAGE021
=123,则
Figure 370545DEST_PATH_IMAGE022
=110,面积R165,宽度90,厚度110,数量8块,均匀放置于飞轮内侧圆弧部位;
3、冷铁3# 503(弧形):
Figure DEST_PATH_IMAGE023
Figure 425089DEST_PATH_IMAGE024
=0.4,
Figure DEST_PATH_IMAGE025
=275,则
Figure 386092DEST_PATH_IMAGE026
=110,面积R415,宽度150,厚度110,数量各24块,均匀放置于飞轮上下平面部位;
4、冷铁4# 504(弧形):
Figure DEST_PATH_IMAGE027
Figure 158876DEST_PATH_IMAGE028
=0.4,
Figure DEST_PATH_IMAGE029
=275,则
Figure 761895DEST_PATH_IMAGE030
=110,圆整110,面积R615,宽度150,厚度110,数量各30块,均匀放置于飞轮上下平面部位。
④冒口
在浇注位置顶部采用蓄热系数小且有保温功能的珍珠岩粉材料制成的保温冒口4,延长冒口的凝固时间,提高冒口的补缩效率。
该具有较强补缩功用的保温冒口,结合在内圆侧面及下部底面采用较大的冷铁,使铸件的厚大区域石墨化膨胀提前,强化部位方向性(顺序)凝固的条件,提高保温冒口的有效补缩,当石墨化膨胀时冒口径及时凝固关闭,实现厚大热节部位的内部致密。
本实施例中飞轮需补缩部位厚度123,宽度208,其模数根据卡塞理论进行计算:公式如下:
1)冒口4的计算:
根据飞轮的厚度
Figure DEST_PATH_IMAGE031
和宽度
Figure 936525DEST_PATH_IMAGE032
以及卡塞理论,得出飞轮的模数
Figure DEST_PATH_IMAGE033
为:
Figure 304314DEST_PATH_IMAGE034
Figure DEST_PATH_IMAGE035
保温顶冒口的内径
Figure 564394DEST_PATH_IMAGE036
为:
Figure DEST_PATH_IMAGE037
由此可得:
Figure 174367DEST_PATH_IMAGE038
上述中,
Figure DEST_PATH_IMAGE039
为保温顶冒口模数,
Figure 937924DEST_PATH_IMAGE040
为增加系数且
Figure 506308DEST_PATH_IMAGE040
的取值范围为:1.0≤
Figure 191368DEST_PATH_IMAGE040
≤1.9。
Figure 870611DEST_PATH_IMAGE031
=123,
Figure 957515DEST_PATH_IMAGE032
=208,
Figure 431222DEST_PATH_IMAGE040
=1.45带入进行计算,得出
Figure 665894DEST_PATH_IMAGE036
=φ179,取整
Figure 820932DEST_PATH_IMAGE036
=φ180。
所述保温顶冒口方形颈长度
Figure DEST_PATH_IMAGE041
的计算过程如下:
Figure 323195DEST_PATH_IMAGE042
Figure DEST_PATH_IMAGE043
由此可得:
Figure 967803DEST_PATH_IMAGE044
上式中,
Figure DEST_PATH_IMAGE045
为圆柱形保温顶冒口方形颈模数,
Figure 424192DEST_PATH_IMAGE046
为圆柱形保温顶冒口方形颈的缩小系数且
Figure 445238DEST_PATH_IMAGE046
的取值范围为:0.5≤
Figure 241156DEST_PATH_IMAGE046
≤0.9。
Figure 322244DEST_PATH_IMAGE031
=123,
Figure 265930DEST_PATH_IMAGE032
=208,
Figure 28349DEST_PATH_IMAGE046
=0.85带入进行计算,得出
Figure 6669DEST_PATH_IMAGE041
=66.8,换算为同面积的圆柱形冒口径
Figure DEST_PATH_IMAGE047
=φ71,圆整
Figure 727501DEST_PATH_IMAGE047
=φ70。
保温冒口的具体尺寸:内径φ180,冒口径φ70,高度300,珍珠岩粉材料。
2)冒口的布置
将内径φ180、冒口径φ70的4个保温冒口4,在偏离型板纵向轴线7的45°与飞轮浇注位置顶面部位距飞轮中心235交接处均匀安放,并分别用4个φ65,高度20的冒口定位搭子进行定位,防止舂砂时保温冒口偏移原有位置。
⑤出气片的布置
在飞轮中心直径1200的圆周平面上均匀布置面积15×50,高度400,斜度0.5°的6个出气片6,提高型腔逸气排渣的能力。
(3)造型:将树脂砂舂入砂箱后进行造型,砂型24小时抗拉强度≥1.0MPa。
(4)熔炼:严格选用生铁和废钢、采用长效孕育剂和球化剂,控制化学成分,石墨球的大小及形状,残余的自由渗碳体及夹杂物相,铁素体的晶粒度等,力求获得良好的铁素体的基体组织。
①采用中频感应电炉熔炼,在炉底先加入少量生铁起炉形成熔池后,逐步将步骤(1)中配好的原材料有序加入电炉中进行熔炼,升温到1420℃-1450℃取样,首次补加合金按下限计算,成分合格后方可出炉,铁水出炉温度:1380~1400℃;
②球化处理:采用龙钇重稀土球化剂进行球化处理。
龙钇基重稀土具有脱硫、球化、抗球化衰退能力强、细化基体组织、能有效克服厚大断面球铁易出现的球化衰退、断面敏感性强,有很强的抗干扰性、抗石墨畸变性、抗衰退型能力。消除厚大球墨铸铁件冷却缓慢、共晶凝固时间较长,造成厚壁中心或热节处出现石墨畸变、球数减少、组织粗大、化学成分偏析、晶间炭化物、石墨漂浮等铸造缺陷。
球化处理装包时,在浇包的球化坑内加入1.3%的龙钇重稀土球化剂,上部覆盖0.4%的句容亚峰YFYY-2孕育剂,可起到预处理作用;再覆盖0.3%的球铁铁屑,逐层适当紧实后覆盖球化钢板,最后压生铁 2~4 块,出炉时铁液冲向未放置球化剂一侧,冲入2/3~1/2铁液,等球化反应沸腾1min左右,待球化反应将要结束时再冲入其余铁液,并随流在出铁槽添加孕育剂。说明:0.3%(约13Kg)球铁铁屑作为回炉料的组成部分和球化钢板(约15Kg)作为废钢的组成部分都已包含在配料的废钢和回炉料部分中了。
③孕育处理:
炉前冲入孕育:选用句容亚峰YFY-150硅钡孕育剂,加入量0.5%;
瞬时孕育:采用定量浇口杯及含铋强烈增加石墨球数的孕育剂YFY-380,加入量0.1%;
炉前冲入有很强的促进石墨化和抗衰退能力的句容亚峰YFY-150硅钡孕育剂,有很强的促进石墨化和抗衰退能力,能有效控制石墨形态及石墨的长短,可改善铸件中的石墨组织和分布状况,避免出现渗碳体的产生。
瞬时孕育采用定量浇口杯进行浇注,并含铋而能够强烈增加石墨球数,可显著增加基体的石墨球数。浇注前将全部句容亚峰YFY-380孕育剂撒入浇包杯底部,待测温符合工艺浇注温度后拔塞浇注,能有效减少过冷石墨和自由渗碳体的产生。
(5)浇注:铁水浇注温度为1340±10℃;
(6)打箱时间:浇注后约36小时或铸件温度590℃以下打箱空冷,加快铸件的冷却速度,避免型内冷铁被加热到450℃,使铸件缓冷而产生回火脆性。
上述实施例,只是本发明的较佳实施例,并非用来限制本发明实施范围,故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化,均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (2)

1.一种大功率柴油机用球墨铸铁飞轮的成型方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)配料:选用55%的Q10的生铁和10%的废钢,其余为球铁回炉料;按照低碳低硅原则确定炉前各化学成分的质量百分比:C:3.5~3.6%,Si:1.4~1.5%,Mn:0.15~0.25%,S:≤0.015% ,P:<0.04%;
(2)浇注系统设计:浇注系统包括直浇道、横浇道、冒口、内浇道、冷铁、出气片;其中,直浇道采用耐火陶瓷管形成,放置在与型板纵向中心线夹角呈45°处,上下模型的直浇道与直浇道连接部分采用直浇道凸台搭子定位连接;横浇道采用大断面,直浇道与横浇道转接部分采用直浇道定位圆台连接,直浇道定位圆台高度与横浇道相同,横浇道断面呈高梯形,从飞轮圆心沿径向分布,在横浇道的末端设置过滤网;内浇道断面呈薄矩形,内浇道从飞轮内圆底部引入铸型;
①采用低流速、大流量、低温快速的开放式浇注系统进行铁液充型;
②采用底注方式,将铸件内圆凸台部位置于上型,从外圆轮齿处分型,内浇道采用薄、宽而分散的多个披缝缓流形式且在铸件内圆下部周围均布;
③冷铁的设置,在铸件厚大部位采用双面冷铁,即在铸件厚大部位上下平面部位均采用尺寸大的冷铁,在铸件内圆孔底部采用尺寸小的冷铁;
④冒口:在浇注位置顶部采用蓄热系数小且具有保温功能的珍珠岩粉材料制成的保温冒口;
(3)造型:将树脂砂舂入砂箱后进行造型,砂型24小时抗拉强度≥1.0MPa;
(4)熔炼:
①采用中频感应电炉熔炼,在炉底先加入少量生铁起炉形成熔池后,逐步将步骤(1)中配好的原材料有序加入电炉中进行熔炼,升温到1420℃-1450℃取样,首次补加合金按下限计算,成分合格后方可出炉,铁水出炉温度:1380~1400℃;
②球化处理:采用龙钇重稀土球化剂进行球化处理;
③孕育处理:
炉前冲入孕育:选用句容亚峰YFY-150硅钡孕育剂,加入量0.5%;
瞬时孕育:采用定量浇口杯及含铋强烈增加石墨球数的孕育剂YFY-380,加入量0.1%;
(5)浇注:铁水浇注温度为1340±10℃;
(6)打箱时间:浇注后36小时或铸件温度590℃以下打箱空冷。
2.根据权利要求1所述的一种大功率柴油机用球墨铸铁飞轮的成型方法,其特征在于:上述步骤(4)中,球化处理装包时,在浇包的球化坑内加入1.3%的龙钇重稀土球化剂,上部覆盖0.4%的句容亚峰YFYY-2孕育剂,再覆盖0.3%的球铁铁屑,逐层适当紧实后覆盖球化钢板,最后压生铁 2~4 块,出炉时铁液冲向未放置球化剂一侧,冲入2/3~1/2铁液,等球化反应沸腾1min,待球化反应将要结束时再冲入其余铁液,并随流在出铁槽添加瞬时孕育剂。
CN202010685211.9A 2020-07-16 2020-07-16 一种大功率柴油机用球墨铸铁飞轮的成型方法 Active CN111910118B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010685211.9A CN111910118B (zh) 2020-07-16 2020-07-16 一种大功率柴油机用球墨铸铁飞轮的成型方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010685211.9A CN111910118B (zh) 2020-07-16 2020-07-16 一种大功率柴油机用球墨铸铁飞轮的成型方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111910118A CN111910118A (zh) 2020-11-10
CN111910118B true CN111910118B (zh) 2022-11-22

Family

ID=73280384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010685211.9A Active CN111910118B (zh) 2020-07-16 2020-07-16 一种大功率柴油机用球墨铸铁飞轮的成型方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111910118B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113909435A (zh) * 2021-04-19 2022-01-11 宁波茸发新材料科技有限公司 一种球铁小型液压件的浇铸方法
CN113426961A (zh) * 2021-05-25 2021-09-24 吉首长潭泵业有限公司 一种高铬合金叶轮的铸造方法
CN113967729B (zh) * 2021-10-22 2022-12-06 贵州航天风华精密设备有限公司 一种铝合金铸件的双补中断式反重力浇注系统及浇注方法
CN114850405A (zh) * 2022-05-25 2022-08-05 扬州广润机械有限公司 一种预防汽车发动机球铁飞轮壳铸件气缩孔的铸造工艺及铸造模具
CN116174651A (zh) * 2022-12-13 2023-05-30 哈尔滨理工大学 一种百吨级超厚大断面带底圆筒形铸件及其浇注系统和铸造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102251164B (zh) * 2011-07-01 2013-01-09 江苏兴盛风能科技有限公司 风力发电机组铸件的熔炼方法
CN103589940B (zh) * 2013-10-30 2016-03-23 吴江市液铸液压件铸造有限公司 一种薄壁球墨铸铁的铸造方法
CN108330383A (zh) * 2018-03-23 2018-07-27 江苏吉鑫风能科技股份有限公司 一种大型风电铸件的铸造方法及由其铸造的铸件
CN110438282B (zh) * 2019-08-20 2021-07-20 新沂永新机械配件有限公司 一种高强度高韧性球墨铸铁的铸造工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN111910118A (zh) 2020-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111910118B (zh) 一种大功率柴油机用球墨铸铁飞轮的成型方法
CN103215488B (zh) 利用球墨铸铁整体铸造大型v型柴油机机体的方法
CN103451510B (zh) 蠕墨铸铁活塞环的制造方法
CN112045152B (zh) 大型厚断面缸筒球铁件的铸造方法和铸造结构
CN102876962B (zh) 贝氏体球墨铸铁活塞环的制造方法
CN104404360B (zh) 一种大直径灰铸铁型材材料及其制备方法
CN101332492B (zh) 无冷铁、无冒口铸造大功率风力发电机低温球铁轮毂的工艺方法
CN101585078A (zh) 机车铸态高韧性球铁轴承盖铸造方法
CN101628323A (zh) 一种球墨铸铁行星架的铸造工艺
CN103882286B (zh) 二板式注塑机用百吨级球墨铸铁模板铸件的铸造方法
CN104152793B (zh) Qt500-7厚壁件质量和成分控制的方法
CN104174819B (zh) 一种海洋平台爬升机三级行星架的铸造工艺
CN108284202B (zh) 一种改善球墨铸铁材料组织和性能的铸造方法及由其铸造的铸件
CN104439124A (zh) 一种抑制大型钢锭宏观偏析的方法
CN101603142A (zh) 一种高强度高韧性球墨铸铁铸件及其制备方法
CN111940680B (zh) 一种中高速大功率柴油机球墨铸铁飞轮的成型方法
CN106424571B (zh) 风力发电机组的中箱体的型腔结构、利用该结构制备中箱体的方法
CN106521297B (zh) 一种降低高镍奥氏体球铁涡轮壳内部缺陷的方法
CN112111688B (zh) 一种能有效降低缩孔缩松倾向的球墨铸铁及其生产方法
CN107321926B (zh) 注塑机类模板铸件的铸造系统及利用其的铸造方法
CN117245064A (zh) 一种整体铸造轧辊结晶组织控制工艺和设备
CN101596590A (zh) 一种通过机械搅拌抑制大型钢锭宏观偏析的方法
CN103725949A (zh) 高Ni奥氏体球铁排气管的生产方法
CN114769507A (zh) 一种液压铸件的铸造方法
CN113118381B (zh) 一种大断面球墨铸铁屏蔽半球铸件成型的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CB03 Change of inventor or designer information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Chao Gexin

Inventor after: Guo Min

Inventor after: Zhao Yueguang

Inventor after: Zhang Changchun

Inventor after: Chen Xiaolong

Inventor after: Liu Yan

Inventor after: Gong Xianhui

Inventor after: Fu Yuelou

Inventor before: Chao Gexin