16500吨油压机上横梁的铸造.DOC

大型压机横梁类铸钢件的生产 俞正江 （上海重型机器冶铸厂， 上海200245） 摘要：本文以16500吨油压机中上横梁的铸造和生产为例，通过铸件结构分析，在造型方法，型砂，工艺参数，凝固过程和浇注过程的控制，一次浇注成功铸件重量453吨，总钢水622吨的上横梁，为大型压机横梁类铸钢件的生产提供了依据和经验。 关键词：油压机，水压机，大型横梁 大型压机横梁类铸钢件是指大型自由锻水压机、油压机、以及电极挤压机中的上横梁、活动横梁、下横梁等关键铸钢件，这些铸钢件不但重量重，尺寸大，结构复杂，铸造难度大，而且技术要求高，需超声波和磁粉探伤检验。并且这类铸钢件在结构上通常为大型箱体结构，中间全由坭芯组成，在凝固收缩时会产生很大的铸造应力，从而产生裂纹，同时铸件易产生气孔、坭芯漂浮等缺陷，因此在铸造过程中，必须采取相应的措施。下面以16500吨油压机的上横梁的铸造进行描述。 上横梁铸钢件的概况和技术要求 上横梁铸钢件的结构主要由四个立柱孔、三个压缸孔以及上下面板、旁板、立筋组成的箱体结构，铸件最大尺寸为10700*5300*4150mm，铸件重量为453吨。其铸件结构形状见图1。 图1：上横梁的结构形状图 picture1: top beam structural shape photograph 化学成分和力学性能 铸件的材料为ZG20MnMo，化学成分要求见表1。 表1： 化学成分要求 % graph1:chemical constitution requirement 元素 C Si Mn S、P Mo Ni Cr Cu V 要求 0.17 ~0.23 0.20 ~0.40 1.10 ~1.40 ≤0.035 0.20 ~0.35 ≤0.30 ≤0.30 ≤0.25 ≤0.05 注:Cr+Ni+Cu+V≤0.80% 力学性能要求见表2。 表2： 力学性能要求 graph2:mechanical property requirement σb MPa σs MPa δ % φ % Akv J 标准要求 ≥460 ≥245 ≥18 ≥30 ≥24 产品要求 ≥510 ≥295 ≥14 ≥30 ≥39 从表2看出σb、σs高出标准要求20%，Akv高出50%。 铸件的尺寸公差要求 铸件的尺寸公差要求达到GB6414 CT12级。通常为CT14级。 3.铸件的表面质量和内在质量. 铸件表面的粗糙度为Ra50-Ra100 铸件不得有裂纹、缩松、气孔等影响强度的缺陷，主要受力部位按JB/T5000.14-1998《重型机械通用技术条件，铸钢件无损探伤》之要求，达到2级验收要求，其余部分达到3级要求。铸件的圆角部位进行磁粉探伤。 铸件结构分析和可能产生的缺陷 铸件的壁厚不均匀，形状不规则，底面为不平整面，旁板及筋板厚度只有80mm，而面板和底板及油压缸孔厚度达到450mm，对铸件的铸造性能及为不利，易产生裂纹、缩松等缺陷。 铸件属箱体结构，只在上、下面板、旁板上开设了直径400mm出砂孔，坭芯极难固定，容易发生偏移、走动、出气和出砂困难。 铸件高度高、壁厚不均匀铸件补缩困难，易产生缩孔、缩松缺陷。 铸件在收缩过程中受阻，尺寸不易控制，容易变形。 铸件形状复杂，尺寸大,造型、浇注过程复杂，造型时间长，砂模容易发酥，吸湿，产生气孔，落砂等缺陷。 造型方法的确定 采用地坑组芯造型的方法：即先做好地坑的底平面，刮出平面。底箱由8只坭芯组成，这样不但解决了上横梁底平面不平整的造型问题，有利于底面造型质量的提高，而且为落旁板坭芯提供了基准，保证铸件的形状尺寸要求。铸件的外侧面由二层36只旁板坭芯组成。旁板坭芯的分层处位于中间坭芯的出砂孔处，这样有利于落中间坭芯的定位和中间坭芯的出气。中间内腔坭芯，由于内腔坭芯高达4m，所以内腔坭芯除油压缸孔和立柱孔为整体外，其余坭芯均分为二段，这样有利于中间坭芯的定位、起吊、壁厚的控制，为配箱带来了方便，便于铸件的出气。盖箱采用4只盖板坭芯。共计91只坭芯组成铸件的型腔和外型。 由于采用了组芯造型的方法，解决了木模的制作难度和模型的尺寸控制， 有利于配箱、入坭芯和坭芯的出气排放及尺寸的精度保证，而且使铸件的表面处于坭芯桩砂的底平面，充分发挥了有机酯水玻璃自硬砂的特长。（复铬铁矿砂方便，铸件面平整、砂型紧实均匀强度好。） 型砂的选用 由于铸件出砂困难，造型周期长（从开始造型到浇注需一个多月），如果采用传统的二氧化碳水玻璃砂的话存在着：存放性差，铸件反复加二氧化碳会使型砂强度降低、发酥，造成铸件大量落砂，粘砂和气孔等缺陷。而且二氧化碳水玻璃砂的溃散性差，出砂困难，使得铸件出现内腔无法出清的情况，增加出砂工作量。因此在上横梁的生产中使用