浅谈铸钢节点生产工艺要求

孙浩 刘帅 张洋

摘要：铸钢节点构造复杂，外形尺寸大，重量较重，属特殊超大超重节点，制作精度要求高。针对铸钢节点类型多、铸造工艺复杂、要求高等特点，制订铸钢节点生产工艺要求，以确保工程质量。

关键词：铸钢节点；铸造工艺；工艺要求。

Abstract:large cast steel nodes, with complex structures, large overall dimensions and heavier weights, they are of a kind of special oversized and overweight node with high requirement of production precision. To adapt to the multiple types, complex casting process and high requirement of cast steel nodes, the author develops the production process requirement of cast steel nodes to ensure the quality and progress of the project.

Keywords: cast steel nodes; casting process; process requirement.

中图分类号：U465.1+2文献标识码：A 文章编号：

1混沙工艺标准

1.1材料要求：

（1）造型沙：符合GB9442-88[1]细粒砂要求，一般选用二氧化硅含量较高的天然砂或石英砂，原砂粒度根据铸件大小及壁厚确定，原砂的含泥质量分数应小于2%，原砂中的水份必须严格控制，且一般应进行烘干。

（2）水玻璃：小砂型（芯）为加速硬化采用选用M=2.7—3.2的高模数水玻璃；中型砂型（芯）可选用M=2.3—2.6的水玻璃；生产周期长的大型砂型（芯）选用M=2.0—2.2的低模数水玻璃。

1.2混制比例（质量分数%）：造型砂/水玻璃=100：6～8

1.3混制时间：一般情况下混制5分钟，室温或水玻璃密度较大时可适当延长混砂时间。

1.4混制后要求：混制好的造型砂要求无块状或团状，流动性较好。

2造型工艺标准[2]

2.1造型操作流程：选取合适砂箱→放置木模→填砂→紧实→放置上砂箱→安置浇冒口→填砂→紧实→起模修型→硬化

2.2操作方法及质量标准：

（1）根据铸件模型的形状和大小，选取合适的砂箱。

（2）把铸件模型放到砂箱内的适当位置。

（3）往砂箱中加入适当造型砂，使用工具将砂箱中的造型砂紧实，紧实程度要适中。

（4）用刮板刮去高出砂箱的造型砂，使砂型表面和砂箱的边缘平齐。

（5）用毛刷清理模型表面浮砂，覆盖塑料薄膜并使薄膜平整。

（6）放置上砂箱，上、下砂箱箱口要对齐。

（7）在上砂箱中合适位置放置浇冒口，添加造型砂并紧实。

2.3砂型型腔质量要求：

（1）砂型无飞边、无毛刺、无残缺，型腔内干净无残砂等异物。

（2）型腔应干燥，硬化程度高，合箱前要保证充分干燥。

（3）砂型轮廓完整、清晰，合箱箱印或记号完整清晰。

（4）浇口、冒口位置设置合理、大小符合要求；排气孔通畅、浇注系统根据铸件设置合理。

2.4合箱：

合箱就是把砂型和砂芯按要求组合在一起成为铸型的过程。习惯上也称拼箱、配箱或扣箱。

合箱工作一般按以下步骤进行：

（1）全面检查、清扫、修理所有砂型和砂芯，特别要注意检查砂芯的烘干程度和通气道是否通畅。不符合要求者，应进行返修或废弃。

（2）按下芯次序依次将砂芯装入砂型，并严格检查和保证铸件壁厚、砂芯固定、芯头排气和填补接缝处的间隙。

（3）仔细清除型内散砂，全面检查下芯质量，在分型面上沿型腔外围放上一圈泥条或石棉绳，以保证合箱后分型面密合，避免液态金属从分型面间隙流出。随后即可正式合上箱。

（4）放上压铁或用螺栓、金属卡子固紧铸型。放好浇口杯、冒口圈。在分型面四周接缝处抹上砂泥以防止跑火。最后全面清理场地，以便安全方便地浇注。

3钢液的熔炼工艺标准：

3.1操作流程：选择炉料（废钢）→熔化钢液→清理钢液废渣→添加金属矿石→钢液材质化验分析→根据化验分析进行钢液材质处理→脱氧→钢液出炉

3.2炉料的选择要求：

1、根据准备浇铸件材质的要求，合理选择炉料搭配使用。产品钢号，应在投料时就控制成份含量。出炉前半小时取炉前样送检分析。

2、对含有油污，污垢的炉料下炉前要进行清理。

3、对含有镀锌的炉料最好不用。

4、所选用的炉料必须严格控制S、P有害元素的含量。

5、严格遵守熔炼工艺制度。尽量采用满功率，快速溶炼。

3.3浇注前钢液材质化验

出炉前半小时取炉前样送检进行化验分析，钢液的材质应符合铸件材质允许的范围内，不符合的应进行调质，直到符合要求。

3.4脱氧

把钢液表面的杂质处理后，进行脱氧处理：

1、脱氧剂加入顺序：先加锰铁，后加硅铁，最后加入纯铝。

脱氧剂锰铁、硅铁在出炉前5—8分钟加入，纯铝在出炉时加入。钢液1480—1500℃加锰铁、硅铁，1610—1630℃加纯铝。

4浇注工艺标准

4.1浇注前的准备工作：

(1) 了解浇注合金的种类、牌号、待浇注铸型的数量和估算所需金属液的重量。

(2) 检查浇包的修理质量、烘干预热情况及其运输与倾转机构的灵活性和可靠牲。

(3) 熟悉各种铸型在车间所处的位置，以确定浇注次序。

(4) 检查浇口、冒口圈的安放及铸型的紧固情况。

(5) 清理浇注场地，保证浇注安全。

4.2浇注操作要点 ：

(1) 浇注温度：

浇注温度对铸件质量影响很大，因此应根据合金种类、铸件结构和铸型特点确定合理的浇注温度范围。金属液由炉中注入浇包时，温度都会降低。根据碳钢的型号，选择适宜的浇注温度，一般浇注温度在1540—1580℃(浇包内钢水温度)。

(2) 浇注操作要点：

1）浇注之前需除去浇包中金属液面上的熔渣。

2）依规定的浇注速度和时间范围进行浇注。

3）有冒口的铸型，浇注后期应按工艺规范进行点注和补注。对大中型铸件在浇注成型后，冒口要加保温盐进行保温。补火要及时，大型冒口要采取多次补火，补火时间要控制在冒口内的钢液凝固结壳前进行。

4）一般浇注大、中型铸钢件时，钢水要在钢包内静置1—2min镇静后进行浇注。

5铸件清理工艺标准[3]

铸件凝固冷却到一定温度后，把铸件从砂箱中取出，去掉铸件表面及内腔中的型砂和芯砂的工艺过程称为落砂，落砂通常分为人工落砂和机械落砂两种。

铸件在未完全凝固前，不准搬动铸件，也不准在600℃以上喷水强冷。铸件一般经自然冷却2—3小时后进行清件。

5.1工作流程：清理铸件表面、型腔废砂→气割铸件浇口、冒口、毛刺→再次清理铸件残砂→焊补铸件→打磨铸件→质量验收

5.2操作方法及质量标准：

（1）利用风镐或水清砂机进行铸件废砂清理。

（2）铸件废砂清理完毕，按照《气割安全技术操作规程》操作割枪，切割铸件浇口、冒口、飞边、毛刺。

（3）铸件切割完毕，符合要求。按照《电焊工安全技术操作规程》操作电焊机，对铸件残缺部位进行焊补，确保铸件完整。

（4）焊补完毕，复合工艺要求。利用砂轮机对铸件切割、焊补等部位进行打磨处理，保证切割部位和焊补部位光洁、平整。

6铸钢件退火热处理工艺标准[4]

6.1退火热处理工艺一般要求：

1、按照热处理工艺要求升温、冷却。

2、将需要热处理的铸件按合金种类、铸件大小、壁厚相同的类型进行退火。

3、根据铸件的形状、壁厚、化学成分选择合适的加热速度。

6.2退火热处理具体操作：

1、退火炉的检查

（1）炉门关闭正常、严密。

（2）无跑烟、跑火现象。

（3）热电偶完好。

（4）温度仪指示正常。

（5）鼓风机运行正常

2、工件填装要求：

（1）工件装填不得过于严密，须留有一定空隙。

（2）工件码放须稳固、整齐。

（3）工件码放应坚持防止加热变形的原则。

6.3工件出炉

工件冷却至正常温度后出炉，应分类码放整齐。

References

[1] GB9442-88 铸造用硅砂

[2] 章舟．消失模铸造生产及应用实例[M]．北京；化学工业出版社，2007.

[3] GB/T15056-1994 铸造表面粗糙度评定方法

[4] GB/T5615-1985 铸钢件热处理状态的名称、定义及代号

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。