CN103447462A - 一种柴油机中间体铸件制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柴油机中间体铸件制造工艺；其特征在于：其基本过程如下：铸造工艺设计、模具制作、合型、熔炼、浇注、开箱、落砂、铲砂、切割冒口、补贴、粗清理、喷、抛丸、荒加工、全面MT+UT、缺陷修补、热处理、喷、抛丸、粗加工、船级社检验、最终检验。通过PROCAST铸造工艺模拟模软件进行模拟计算，依据模拟结果进行了铸造工艺优化，确保铸件内部质量满足技术要求；完成了熔炼工艺、焊接和热处理工艺，粗加工工艺编制及检验路线的研发工作等。
Description
技术领域
本发明涉及铸造技术领域，具体来讲是一种柴油机中间体铸件制造工艺。
背景技术
柴油机铸钢中间体是船用低速大功率柴油机的关键部件之一。中间体贯穿螺栓孔属于细长孔，细长孔铸造一直是铸造生产的一个难题。现有的铸造方法，其方法是采用厚壁无缝钢管制成水冷芯骨，铸型浇注时或浇注后通过水冷芯骨通水冷却。不足之处是：水资源浪费严重，增加了成本。
中间体壁厚相差较大，铸件在凝固过程中产生较大的收缩应力，容易产生热裂纹，特别是在贯穿螺栓管两侧圆弧过渡处，即贯穿螺栓管与焊接板圆弧连接处和贯穿螺栓管与中间腹板圆弧连接处，产生较严重的热裂纹。现有技术是加大该处圆角，控制钢水浇注温度和提高砂型整体退让性来减小收缩应力，减少裂纹的产生。但由于该处是热节部位，凝固较晚，如果得不到钢水的补缩，在中心部位产生缩孔、缩松，形成裂纹源；另一方面，该处由于应力集中，很容易产生热裂纹。现有技术并不能完全消除该处的裂纹，只有采取磁粉探伤并清除该处缺陷后，通过焊补来完全消除裂纹。
零件为柴油机关重件，要求高，难度大，具体难点如下：
1）化学成分可控范围窄（相对于国标和机械不标准），含C量范围控制在0.05%以内，含Si量范围控制在0.10%，含Mn量范围控制在0.16%，对残余元素的控制超出了国标要求，增加了Mo、Nb等元素，同时还要通过计算碳当量来评价材料的焊接性能；
2）铸件性能要求高，中间体的材料牌号为S17F,其成分相对于（GB/T11325-89），性能要求达到ZG230-450 ,即15钢的化学成分达到25钢的性能；
3）探伤标准高，本体需要做磁粉探伤和超声探伤，必须满足技术文件对不同部位的不同的探伤等级要求；
4）热处理难度大，铸件壁厚，铸态容易出现且消除难，容易产生晶粒粗大，组织不均匀难点，同时这也会为后续的探伤工作带来了一定的难度。
发明内容
本发明的目的在于在此提供一种柴油机中间体铸件制造工艺。本发明是这样实现的，构造一种柴油机中间体铸件制造工艺；其特征在于：其基本过程如下：
1）铸造工艺设计：通过铸造工艺仿真软件ProCast，进行了低速柴油机轴承座（中间体）成形工艺设计及优化工作；
2）模具制作：按铸造工艺图制作模样、芯盒、检查模样、芯盒的结构及尺寸
造型造型、制芯按铸造工艺图制作砂型及砂芯；
3）合型：检查砂型砂芯尺寸、检查本体试块数量，确保型腔清洁，尺寸准确性；
4）熔炼：采用电弧炉氧化法熔炼，用快速测温仪测量炉内钢水温度；
5）浇注：出炉温度1600℃～1620℃，包内吹氩，浇注温度1530℃～1560℃，氩气保护浇注；前期对准缓慢浇注，之后快速浇注，上冒口后缓慢浇注，在砂型中缓慢冷却；
6）开箱：严格按操作规程开箱，确保铸坯不因开箱温度控制不当造成的裂纹、缩水等铸造缺陷的发生并且不能损伤铸件本体；
7）落砂：保温60小时，落箱温度小于300℃，用表面温度计进行确认；
8）铲砂：确保表面光洁度，严防铲痕、铲伤；
9）切割冒口、补贴：采用气割方法去除冒口，浇道、披缝及补贴，本体试样可部分切离铸件；
10）粗清理：去除多余金属和粘砂；
11）喷、抛丸：确保表面光洁度达到顾客需要；
12）荒加工：确保表面光洁度满足UT+MT检验要求；
13）全面MT+UT：进行检验，认真做好无损检测记录；
14）缺陷修补：进行修复，依据无损检测记录，对一些允许的缺陷进行修复。
15）热处理：加热速度：≤80℃/h；保温：550～620℃；保温时间：至少6小时；冷却速度：炉冷≤75℃/h；降至≤300℃出炉；
16）喷、抛丸：对铸件进行抛丸处理，使铸件表面达到无损检测要求；
17）粗加工：按图纸进行粗加工；
18）船级社检验：依据产品验收技术协议，邀请相关船级社验船师对产品进行检验；
19）最终检验：顾客最终验收。
多年来，我国船用低速柴油机轴承座（中间体）主要依赖进口，国内仅有的一两家生产厂家也只是仅仅基本满足自给自足，近年来国内船用柴油机整机生产厂家剧增。引进了世界一流的铸造工艺仿真软件ProCast，进行了低速柴油机轴承座（中间体）成形工艺设计及优化工作，有效的提高了产品质量，同时缩短了试制周期，节约了生产成本，更为船用复杂铸钢件的生产打下了基础。
本发明的优点在于：通过PROCAST铸造工艺模拟模软件进行模拟计算，依据模拟结果进行了铸造工艺优化，确保铸件内部质量满足技术要求；完成了熔炼工艺、焊接和热处理工艺，粗加工工艺编制及检验路线的研发工作等，并明确了各工序中的关键控制要点和控制措施。
具体实施方式
下面将对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种柴油机中间体铸件制造工艺；其基本过程如下：
1）铸造工艺设计：引进了世界一流的铸造工艺仿真软件ProCast，进行了低速柴油机轴承座（中间体）成形工艺设计及优化工作，有效的提高了产品质量，同时缩短了试制周期，节约了生产成本，更为船用复杂铸钢件的生产打下了基础。
2）模具制作：按铸造工艺图制作模样、芯盒、检查模样、芯盒的结构及尺寸
造型造型、制芯按铸造工艺图制作砂型及砂芯。
3)合型：检查砂型砂芯尺寸、检查本体试块数量，确保型腔清洁，尺寸准确性。
4)熔炼：采用电弧炉氧化法熔炼，用快速测温仪测量炉内钢水温度；
5)浇注：出炉温度1600℃～1620℃，包内吹氩，浇注温度1530℃～1560℃，氩气保护浇注；前期对准缓慢浇注，之后快速浇注，上冒口后缓慢浇注，在砂型中缓慢冷却；
6)开箱：严格按操作规程开箱，确保铸坯不因开箱温度控制不当造成的裂纹、缩水等铸造缺陷的发生并且不能损伤铸件本体。
7)落砂：保温60小时（落箱温度小于300℃，用表面温度计进行确认）
8)铲砂：确保表面光洁度，严防铲痕、铲伤。
9)切割冒口、补贴：采用气割方法去除冒口，浇道、披缝及补贴等，本体试样可部分切离铸件。
10)粗清理：去除多余金属和粘砂。
11)喷、抛丸：确保表面光洁度达到顾客需要。
12)荒加工：确保表面光洁度满足UT+MT检验要求。
13)全面MT+UT：进行检验，认真做好无损检测记录。
14)缺陷修补：进行修复，依据无损检测记录，对一些允许的缺陷进行修复。
15)热处理：加热速度：≤80℃/h；保温：550～620℃；保温时间：至少6小时；冷却速度：炉冷≤75℃/h；降至≤300℃出炉
16)喷、抛丸：对铸件进行抛丸处理，使铸件表面达到无损检测要求。
17)粗加工：按图纸进行粗加工。
18)船级社检验：依据产品验收技术协议，邀请相关船级社验船师对产品进行检验。
19)最终检验：顾客最终验收。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (1)
1. 一种柴油机中间体铸件制造工艺；其特征在于：其基本过程如下：
步骤1）铸造工艺设计：通过铸造工艺仿真软件ProCast，进行了低速柴油机轴承座（中间体）成形工艺设计及优化工作；
步骤2）模具制作：按铸造工艺图制作模样、芯盒、检查模样、芯盒的结构及尺寸造型、制芯按铸造工艺图制作砂型及砂芯；
步骤3）合型：检查砂型砂芯尺寸、检查本体试块数量，确保型腔清洁，尺寸准确性；
步骤4）熔炼：采用电弧炉氧化法熔炼，用快速测温仪测量炉内钢水温度；
步骤5）浇注：出炉温度1600℃～1620℃，包内吹氩，浇注温度1530℃～1560℃，氩气保护浇注；前期对准缓慢浇注，之后快速浇注，上冒口后缓慢浇注，在砂型中缓慢冷却；
步骤6）开箱：严格按操作规程开箱，确保铸坯不因开箱温度控制不当造成的裂纹、缩水等铸造缺陷的发生并且不能损伤铸件本体；
步骤7）落砂：保温60小时，落箱温度小于300℃，用表面温度计进行确认；
步骤8）铲砂：确保表面光洁度，严防铲痕、铲伤；
步骤9）切割冒口、补贴：采用气割方法去除冒口，浇道、披缝及补贴，本体试样可部分切离铸件；
步骤10）粗清理：去除多余金属和粘砂；
步骤11）喷、抛丸：确保表面光洁度达到需要；
步骤12）荒加工：确保表面光洁度满足UT+MT检验要求；
步骤13）全面MT+UT：进行检验，做好无损检测记录；
步骤14）缺陷修补：进行修复，依据无损检测记录，对一些允许的缺陷进行修复；
步骤15）热处理：加热速度：≤80℃/h；保温：550～620℃；保温时间：至少6小时；冷却速度：炉冷≤75℃/h；降至≤300℃出炉；
步骤16）喷、抛丸：对铸件进行抛丸处理，使铸件表面达到无损检测要求；
步骤17）进行粗加工；
步骤18）进行检验。
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