劉志漢，郭 亮，李艷琴

（寧夏共享裝備有限公司，寧夏 銀川 750021）

臥式鏜銑床的主要部件工作臺(tái)（見(jiàn)圖1），材質(zhì)為HT300，鑄件重920kg.從鑄件結(jié)構(gòu)以及鑄造工藝性分析：此類工作臺(tái)鑄件壁厚超厚，厚度達(dá)到150mm以上，并且鑄件上、下面均為要求較高的工作面，鑄件四周也有加工面，同時(shí)要求加工面不得有夾砂、氣孔、夾渣、縮松等缺陷，且上下工作面以及“T”型槽里硬度必須大于180HB，不允許出現(xiàn)組織疏松、硬度不合等質(zhì)量問(wèn)題，其他外觀面不得有較明顯的砂眼、粘砂以及鼓包等影響外觀面的缺陷。前期通過(guò)工藝改進(jìn)，其他缺陷得到了很好地控制，但是夾渣、組織疏松和硬度不合問(wèn)題依然存在，為此從鑄造工藝和熔煉控制兩方面進(jìn)行了改進(jìn)，取得了很好的效果。

圖1 工作臺(tái)結(jié)構(gòu)圖

1 原工藝及鑄件質(zhì)量問(wèn)題分析

1.1 原工藝

1）熔煉控制：原材料配比如表1。同時(shí)通過(guò)原鐵水成分調(diào)整，使主要成分的控制范圍達(dá)到表2的要求。熔化溫度不高于1380℃，過(guò)熱溫度為1490℃～1510℃，澆注溫度控制在1380℃～1400℃.采用二級(jí)孕育槽進(jìn)行孕育處理，孕育劑為0.5%的75硅粒，同時(shí)澆注時(shí)在包內(nèi)加入0.1%的75硅鐵，進(jìn)行浮硅孕育，保證鑄件中w（Si）:1.7%～1.8%，w（C）:3.05%～3.15%.表1為原材料配比。

表1 原材料配比（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）

表2 原鐵水成分要求（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）

2）澆冒系統(tǒng)：為了保證鑄件充型平穩(wěn)，采用開(kāi)放式澆注系統(tǒng)，內(nèi)澆道由底面引入。在頂部加工面均置8個(gè)60mm的油瓶冒口。

3）鑄件質(zhì)量原狀及存在的問(wèn)題：鑄件上表面極易出現(xiàn)夾渣，內(nèi)腔容易出現(xiàn)粘砂，鑄件加工面容易出現(xiàn)組織疏松，硬度不足不合格產(chǎn)品組織見(jiàn)圖2，廢品達(dá)到20%.

1.2 出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題

按照上述工藝生產(chǎn)了5件鑄件，全部出現(xiàn)組織粗大和硬度不足的質(zhì)量問(wèn)題，硬度只有120HB～140HB.通過(guò)對(duì)鑄件實(shí)體進(jìn)行金相檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)大部分視場(chǎng)石墨形態(tài)為A+C，個(gè)別部位出現(xiàn)D型石墨，珠光體量只有20%～40%，其余為鐵素體。金相照片如圖2所示。

圖2 不合格組織

1.3 原因分析

鑄件材質(zhì)為HT300，由于壁厚較大，如果澆注緩慢，澆注溫度較高，在開(kāi)放式的澆注系統(tǒng)下鑄件容易夾渣、容易出現(xiàn)組織疏松、硬度不足以及粘砂等缺陷；相同材質(zhì)的鐵水澆注其他產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，分析認(rèn)為，珠光體量不足，很有可能是促進(jìn)珠光體量生成的化學(xué)元素含量不夠，同時(shí)CE值過(guò)高也促進(jìn)鐵素體的生成。

2 工藝改進(jìn)措施及結(jié)果

2.1 改進(jìn)措施

1）改進(jìn)澆注系統(tǒng)和冷鐵位置

為防止夾渣、硬度不足等缺陷，需減少鐵液流進(jìn)型腔的渣子，澆注系統(tǒng)由底注式改為底注加過(guò)濾網(wǎng)式，內(nèi)澆道鐵液分橫澆道過(guò)濾網(wǎng)引入，并且將直澆道面積增大，同時(shí)增大內(nèi)：直的開(kāi)放比率，以及過(guò)濾網(wǎng)降低鐵液流速，使鐵液充型平穩(wěn)。為防止產(chǎn)生縮松、組織疏松以及硬度不合，底部增加直冷冷鐵（冷鐵厚度為鑄件壁厚的1/2），使底部鐵液快速凝固，從而使鑄件凝固達(dá)到順序凝固，并且降低了冒口補(bǔ)縮范圍。改進(jìn)后的生產(chǎn)工藝見(jiàn)圖3.

圖3 改進(jìn)后的工藝

2）改進(jìn)熔煉控制參數(shù)

由于提高廢鋼的比例對(duì)鑄件的硬度有利，在鐵水熔化配料時(shí)適當(dāng)?shù)靥岣吡藦U鋼的比例；為了保證珠光體的含量，同時(shí)又對(duì)成本不產(chǎn)生太大影響，把w（Mn）的控制終值由0.85%提高到0.95%，把w（C）的控制終值由3.12%降低為3.05%，w（Si）的控制終值由1.75%降低為1.7%；由于此產(chǎn)品壁厚很厚，澆注時(shí)把澆注溫度調(diào)整為1350℃～1370℃，其他熔煉參數(shù)保持不變。表3、表4分別為材料配比及成分。

表3 原材料配比（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）

表4 原鐵水成分要求（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）

2.2 改進(jìn)結(jié)果

按照上述改進(jìn)措施連續(xù)生產(chǎn)了6件該產(chǎn)品組織致密，石墨形態(tài)全部為A型，石墨長(zhǎng)度3～4，基體組織為＞95%珠光體，實(shí)體硬度最低為181HB，最高為196HB，全部滿足質(zhì)量要求，同時(shí)鑄件未出現(xiàn)夾渣、夾砂等缺陷，改進(jìn)效果很明顯。

3 結(jié)論

1）工藝改進(jìn)和控制鐵水質(zhì)量，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，廢品率降低到3%以下；

2）對(duì)厚壁工作臺(tái)類鑄件，為減少鐵液對(duì)砂型的沖刷，將澆注系統(tǒng)改進(jìn)開(kāi)放式底注加過(guò)濾網(wǎng)，同時(shí)降低澆注時(shí)間，能減少鑄件夾渣等缺陷；

3）對(duì)于厚大斷面，適當(dāng)降低CE值，提高M(jìn)n的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，能很好地解決組織粗大，提高鑄件的實(shí)體硬度。

[1]賈志宏，傅明喜.金屬材料液態(tài)成型工藝[M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.