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鑄鋼件生產(chǎn)工藝要求及質(zhì)量標準
一、混砂工藝標準
（一）材料要求：
1、造型砂：符合GB9442-88 、JB435-63細粒砂要求，一般選用二氧化硅含量較高的天然砂或石英砂，原砂粒度根據(jù)鑄件大小及壁厚確定，原砂的含泥質(zhì)量分數(shù)應(yīng)小于2%，原砂中的水份必須嚴格控制，且一般應(yīng)進行烘干。
2、水玻璃：水玻璃模應(yīng)根據(jù)鑄件大小來確定。
（1）小砂型（芯）為加速硬化采用選用M=2.7—3.2的高模數(shù)水玻璃。
（2）中型砂型（芯）可選用M=2.3—2.6的水玻璃。
（3）生產(chǎn)周期長的大型砂型（芯）選用M=2.0—2.2的低模數(shù)水玻璃。
（二）混制比例（質(zhì)量分數(shù)%）
造型砂/水玻璃=100：6～8
（三）混制時間：一般情況下混制5分鐘，室溫或水玻璃密度較大時可適當延長混砂時間。
（四）混制后要求：混制好的造型砂要求無塊狀或團狀，流動性較好。
二、造型工藝要點：
（一）基本原則：
1、質(zhì)量要求高的面或主要加工面應(yīng)放在下面。
2、大平面應(yīng)放在下面。
3、薄壁部分應(yīng)放在下面。
4、厚大部分應(yīng)放在上面。
5、應(yīng)盡量減少砂芯的數(shù)量。
6、應(yīng)盡量采用平直的分型面。
（二）基本要求：
1、木模：要求輪廓完整，無裂紋、無破損、無殘缺，表面光潔，尺寸符合鑄造工藝圖紙要求，并經(jīng)常進行尺寸校驗。
2、砂箱：砂箱的尺寸大小應(yīng)根據(jù)木模規(guī)格確定，大、中型砂箱應(yīng)焊接箱筋。
3、澆注系統(tǒng)：根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點的工藝要求，選擇適宜的澆注系統(tǒng)，通常采用頂注式、底注式。
（1）澆注系統(tǒng)設(shè)置基本原則：澆口、冒口安放位置合理，大小適宜不妨礙鑄件收縮，便于排氣、落砂和清理，應(yīng)使鑄型尺寸盡量減少，簡化造型操作，節(jié)省型砂用量和降低勞動強度。
（2）內(nèi)澆道位置的注意事項。
1）內(nèi)澆道不應(yīng)設(shè)在鑄件重要部位。
2）應(yīng)使金屬液流至型腔各部位的距離最短。
3）應(yīng)不使金屬液正面沖擊鑄型和砂芯。
4）應(yīng)使金屬液能均勻分散，快速地充滿型腔。
5）不要正對鑄型中的冷鐵和芯撐。
4、冒口
（1）冒口設(shè)置基本原則：
1)根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)和工藝要求正確選擇冒口的形狀、大小和安放位置。
2)根據(jù)冒口的有效補縮范圍合理地確定冒口數(shù)量。
（2）冒口設(shè)置基本要求：
1)對于壁厚不均勻的鑄件，每個熱節(jié)部位都必須設(shè)置冒口。
2）應(yīng)盡量設(shè)置在鑄件被補縮部位的頂部或近旁。
3）當鑄件在不同高度上有熱節(jié)需要補縮時，可設(shè)置多個冒口，但各冒口的補縮區(qū)必須隔開。
4）冒口最好不設(shè)置在鑄件重要的或受力較大的部位。
5）應(yīng)盡量使內(nèi)澆道通過冒口。
6）冒口應(yīng)盡量不設(shè)置在鑄件應(yīng)力集中處。
7）冒口最好設(shè)置在鑄件需要機械加工的表面上。
（三）造型操作：
1、操作流程
順序是：選取合適砂箱→放置木模→填砂→緊實→放置上砂箱→安置澆冒口→填砂→緊實→起模修型→硬化
2、操作方法及質(zhì)量標準
（1）根據(jù)鑄件模型的形狀和大小，選取合適的砂箱。
（2）把鑄件模型放到砂箱內(nèi)的適當位置。
（3）往砂箱中加入適當造型砂，使用工具將砂箱中的造型砂緊實，緊實程度要適中。
（4）用刮板刮去高出砂箱的造型砂，使砂型表面和砂箱的邊緣平齊。
（5）用毛刷清理模型表面浮砂，覆蓋塑料薄膜并使薄膜平整。
（6）放置上砂箱，上、下砂箱箱口要對齊。
（7）在上砂箱中合適位置放置澆冒口，添加造型砂并緊實。
（8）分箱起模，修型并扎氣眼硬化。
3、砂型型腔質(zhì)量要求
（1）砂型無飛邊、無毛刺、無殘缺，型腔內(nèi)干凈無殘砂等異物。
（2)型腔應(yīng)干燥，硬化程度高，合箱前要保證充分干燥（冬季可適當延長硬化和烘烤時間）。
（3）砂型輪廓完整、清晰，合箱箱印或記號完整清晰。
（4）澆口、冒口位置設(shè)置合理、大小符合要求；排氣孔通暢、澆注系統(tǒng)根據(jù)鑄件設(shè)置合理。
4、合箱
合箱就是把砂型和砂芯按要求組合在一起成為鑄型的過程。習(xí)慣上也稱拼箱、配箱或扣箱。
合箱工作一般按以下步驟進行：
（1) 全面檢查、清(掃、修理所有砂型和砂芯，特別要注意檢查砂芯的烘干程度和通氣道是否通暢。不符合要求者，應(yīng)進行返修或廢棄。
(2) 按下芯次序依次將砂芯裝入砂型，并嚴格檢查和保證鑄件壁厚、砂芯固定、芯頭排氣和填補接縫處的間隙。
(3) 仔細清除型內(nèi)散砂，全面檢查下芯質(zhì)量，在分型面上沿型腔外圍放上一圈泥條或石棉繩，以保證合箱后分型面密合，避免液態(tài)金屬從分型面間隙流出。隨后即可正式合上箱。
(4) 放上壓鐵或用螺栓、金屬卡子固緊鑄型。放好澆口杯、冒口圈。在分型面四周接縫處抹上砂泥以防止跑火。最后全面清理場地，以便安全方便地澆注。
三、鋼液的熔煉工藝要求：
（一）操作流程
選擇爐料（廢鋼）→熔化鋼液→清理鋼液廢渣→添加金屬礦石→鋼液材質(zhì)化驗分析→根據(jù)化驗分析進行鋼液材質(zhì)處理→脫氧→鋼液出爐
（一）爐料的選擇要求：
1、根據(jù)準備澆鑄件材質(zhì)的要求，合理選擇爐料搭配使用。產(chǎn)品鋼號，應(yīng)在投料時就控制成份含量。出爐前半小時取爐前樣送檢分析。
2、對含有油污，污垢的爐料下爐前要進行清理。
3、對含有鍍鋅的爐料最好不用。
4、所選用的爐料必須嚴格控制S、P有害元素的含量。
5、嚴格遵守熔煉工藝制度。盡量采用滿功率，快速溶煉。
（二）澆注前鋼液材質(zhì)化驗
出爐前半小時取爐前樣送檢進行化驗分析，鋼液的材質(zhì)應(yīng)符合鑄件材質(zhì)允許的范圍內(nèi)，不符合的應(yīng)進行調(diào)質(zhì)，直到符合要求。
（三）脫氧
把鋼液表面的雜質(zhì)處理后，進行脫氧處理：
1、脫氧劑加入順序：先加錳鐵，后加硅鐵，最后加入純鋁。
注：脫氧劑錳鐵、硅鐵在出爐前5—8分鐘加入，純鋁在出爐時加入。鋼液1480—1500℃加錳鐵、硅鐵，1610—1630℃加純鋁。
2、脫氧劑的加入量（占鋼液質(zhì)量分數(shù)%）
|
脫氧劑名稱 |
錳鐵 |
硅鐵 |
硅鈣粉 |
純鋁 |
|
脫氧劑用量 |
0.1—0.2 |
0.05—0.07 |
0.2—0.3 |
0.04—0.06 |
注：脫氧劑可分多批次加入，鋼包每次接鋼水前，應(yīng)放入小塊純鋁進行終脫氧處理。
四、澆注工藝要求
(一) 澆注前的準備工作
(1) 了解澆注合金的種類、牌號、待澆注鑄型的數(shù)量和估算所需金屬液的重量。
(2) 檢查澆包的修理質(zhì)量、烘干預(yù)熱情況及其運輸與傾轉(zhuǎn)機構(gòu)的靈活性和可靠牲。
(3) 熟悉各種鑄型在車間所處的位置，以確定澆注次序。
(4) 檢查澆口、冒口圈的安放及鑄型的緊固情況。
(5) 清理澆注場地，保證澆注安全。
(二) 澆注操作要點
為了獲得合格鑄件，必須控制澆注溫度、澆注速度，嚴格遵守澆注操作規(guī)程。
(1) 澆注溫度
澆注溫度對鑄件質(zhì)量影響很大，因此應(yīng)根據(jù)合金種類、鑄件結(jié)構(gòu)和鑄型特點確定合理的澆注溫度范圍。金屬液由爐中注入澆包時，溫度都會降低。根據(jù)碳鋼的型號，選擇適宜的澆注溫度，一般澆注溫度在1540—1580℃(澆包內(nèi)鋼水溫度)。
(2) 澆注操作要點
1） 澆注之前需除去澆包中金屬液面上的熔渣。
2）依規(guī)定的澆注速度和時間范圍進行澆注。
3） 有冒口的鑄型，澆注后期應(yīng)按工藝規(guī)范進行點注和補注。對大中型鑄件在澆注成型后，冒口要加保溫鹽進行保溫。補火要及時，大型冒口要采取多次補火，補火時間要控制在冒口內(nèi)的鋼液凝固結(jié)殼前進行。
4）一般澆注大、中型鑄鋼件時，鋼水要在鋼包內(nèi)靜置1—2min鎮(zhèn)靜后進行澆注。
5）在保證型腔內(nèi)的氣體排出順暢的條件下，對要求同時凝固的鑄件可采用較高澆注速度，對要求實現(xiàn)順序凝固的鑄件，盡可能采用較低的澆注速度。
6）較厚大鑄件或采用底注式澆注系統(tǒng)時，澆注速度可先快后慢，對薄壁小件澆注速度可先慢后快。
7）溫高緩，溫低急；引流準、澆注穩(wěn)，收流猛；包口近杯，不斷流，不準碰杯，注意擋渣，防止飛濺，不準半澆，允許點補（縮），遇有穿漏，迅速處理。
8） 澆注后待鑄件凝固完畢，要及時卸除壓鐵和箱卡，以減少鑄件收縮阻力，避免裂紋。
五、鑄件清理
鑄件凝固冷卻到一定溫度后，把鑄件從砂箱中取出，去掉鑄件表面及內(nèi)腔中的型砂和芯砂的工藝過程稱為落砂，落砂通常分為人工落砂和機械落砂兩種。
鑄件在未完全凝固前，不準搬動鑄件，也不準在600℃以上噴水強冷。鑄件一般經(jīng)自然冷卻2—3小時后進行清件。
（一）工作流程
清理鑄件表面、型腔廢砂→氣割鑄件澆口、冒口、毛刺→再次清理鑄件殘砂→焊補鑄件→打磨鑄件→質(zhì)量驗收
（二）操作方法及質(zhì)量標準
1、準備工作
按照要求佩戴好勞保用品，并對工作環(huán)境進行安全確認；準備好所用機器設(shè)備和工具，并認真檢查，確保機器設(shè)備、工具完好，能正常、安全運行和使用。
2、正常操作
（1）利用風(fēng)鎬或水清砂機進行鑄件廢砂清理。
（2）鑄件廢砂清理完畢，按照《氣割安全技術(shù)操作規(guī)程》操作割槍，切割鑄件澆口、冒口、飛邊、毛刺。
（3）鑄件切割完畢，符合要求。按照《電焊工安全技術(shù)操作規(guī)程》操作電焊機，對鑄件殘缺部位進行焊補，確保鑄件完整。
（4）焊補完畢，復(fù)合工藝要求。利用砂輪機對鑄件切割、焊補等部位進行打磨處理，保證切割部位和焊補部位光潔、平整。
（5）打磨完畢，進行驗收，準備熱處理
六、鑄鋼件退火熱處理
鑄鋼件退火是將鑄鋼件加熱到AC3以上20-30℃，保溫一定時間冷卻的熱處理工藝。
（一）退火熱處理工藝一般要求：
1、按照熱處理工藝要求升溫、冷卻。
2、將需要熱處理的鑄件按合金種類、鑄件大小、壁厚相同的類型進行退火。
3、根據(jù)鑄件的形狀、壁厚、化學(xué)成分選擇合適的加熱速度。
（二）退火熱處理具體操作
1、退火爐的檢查
（1）爐門關(guān)閉正常、嚴密。
（2）無跑煙、跑火現(xiàn)象。
（3）熱電偶完好。
（4）溫度儀指示正常。
（5）鼓風(fēng)機運行正常
2、工件填裝要求：
（1）工件裝填不得過于嚴密，須留有一定空隙。
（2）工件碼放須穩(wěn)固、整齊。
（3）工件碼放應(yīng)堅持防止加熱變形的原則。
3、工件加熱、保溫、降溫冷卻要求
（1）加熱：通常以200-400℃/小時的速度加熱到860℃.
（2）保溫：根據(jù)工件的厚度確定保溫時間為2-3小時左右。
（3）降溫：隨爐緩慢冷卻到500℃后出爐，空氣冷卻至正常。
（三）工件出爐
工件冷卻至正常溫度后出爐，應(yīng)分類碼放整齊。
七、鑄鋼件質(zhì)量驗收標準
1、外形完整、光潔；無飛邊、毛翅、殘缺，多肉；無砂眼、氣孔、縮孔等鑄造缺陷。
2、形狀、尺寸，加工量符合鑄造工藝圖紙要求。
3、各種元素含量在規(guī)定范圍內(nèi)。
4、符合GB/T11352-89一般工程用碳鋼件的質(zhì)量標準。
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