均衡凝固技術(shù)在滑軌鑄件上的應用

均衡凝固技術(shù)在滑軌鑄件上的應用

滑動框架映射材料，材料q450-10，重量g.320kg，輪廓尺寸五月1800m55m180mm。沿長度的兩側(cè)軌道以7個厚帶的形式連接在一起，熱節(jié)的截面尺寸為180mm165mm?；墤?0mm深的t形槽中加工。請不要使用收縮孔、收縮軸、空氣、殘余渣和其他缺陷。采用均衡凝固工藝,沿長度方向一側(cè)設(shè)置10個內(nèi)澆道均勻分散引入,在澆注系統(tǒng)的對側(cè)安放4個補縮-溢流冒口,冒口頸短、薄、寬,防止冒口和鑄件之間產(chǎn)生接觸熱接,鑄件結(jié)構(gòu)和工藝見圖1。本文介紹根據(jù)均衡凝固理論,采用收縮模數(shù)法,大孔出流理論設(shè)計澆注系統(tǒng)、冒口尺寸的方法和生產(chǎn)效果。1澆道分散頂部引入滑軌鑄件屬厚實的桿件,為使鑄件溫度分布均勻,防止變形,采用多個內(nèi)澆道分散頂部引入,1個澆口盆,2個直澆道,雙向橫澆道。在澆注系統(tǒng)的對面安放4個補縮-溢流冒口。采用澆注系統(tǒng)和冒口聯(lián)合補縮的工藝,直澆道、橫澆道按冒口設(shè)計,內(nèi)澆道按冒口頸設(shè)計,采用均衡凝固收縮模數(shù)法計算。1.1u2004收縮時間分數(shù)鑄件兩側(cè)的滑軌為5800mm×180mm×165mm的長桿,它的模數(shù)可以代表鑄件的模數(shù),用其橫截面積與周長比計算得:鑄件模數(shù)MC=3.35cm質(zhì)量周界商Qm=G/MC3=80.32kg/cm3收縮時間分數(shù)PC=1e(0.65MC+0.01Qm)=0.05ΡC=1e(0.65ΜC+0.01Qm)=0.05收縮模數(shù)系數(shù)f2=PC???√=0.22f2=ΡC=0.22收縮模數(shù)MS=f2MC=0.73cm1.2理論計算值計算c式中f1——冒口平衡系數(shù),取f1=1.3;f3——直澆道壓力系數(shù),取f3=1.2;f直流——直澆道流通系數(shù),取f直流=0.75。M直=1.3×0.22×1.2×0.75×3.35=0.86(cm)直澆道理論計算值為5M直=?44mm,生產(chǎn)中取直澆道為?56mm,高450mm。幾何模數(shù)M直′=1.12cm,安全裕量為1.12/0.86=1.3。截面積A直=24.62cm2,2個直澆道總截面積∑A直=49cm2。1.35式中f橫流——橫澆道流通系數(shù),取f橫流=0.8。M橫=0.22×0.8×3.35=0.59(cm)生產(chǎn)中取梯形44/52mm×80mm,模數(shù)為M橫′=1.5cm,安全裕量1.5/0.59=2.55。截面積A橫=40cm2,雙向橫澆道總截面積∑A橫=80cm2。1.4幾何模數(shù)的確定式中f4——內(nèi)澆道長度系數(shù),取f4=1.1;f內(nèi)流——內(nèi)澆道流通系數(shù),取f內(nèi)流=0.35。M內(nèi)=0.22×1.1×0.35×3.35=0.28(cm)理論上內(nèi)澆道厚度6mm就夠了,生產(chǎn)中取寬40mm×厚10mm,長35mm。幾何模數(shù)M內(nèi)′=0.4cm,設(shè)計安全裕量為0.4/0.28=1.4。單個內(nèi)澆道截面積A內(nèi)=4cm2,總截面積∑A內(nèi)=40cm2。1.5直澆道與橫澆道的布置∑A直∶∑A橫∶∑A內(nèi)=49∶80∶40=1.2∶2.0∶1.0直澆道到橫澆道為開放,直澆道、橫澆道對內(nèi)澆道為封閉,這樣有利于橫澆道的平穩(wěn)流動及澆注系統(tǒng)的擋渣。2灌溉上面是按澆注系數(shù)補縮要求設(shè)計的截面大小,下面根據(jù)大孔出流理論驗算澆注系統(tǒng)的充填和橫澆道的充滿程度。2.1澆道壓頭參數(shù)取直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道流量系數(shù)分別為μ1=0.65,μ2=0.65,μ3=0.55,有效截面比:k1=μ1∑A直μ2∑A橫=0.65×490.65×80=0.61k2=μ1∑A直μ3∑A內(nèi)=0.65×490.55×40=1.45k1=μ1∑A直μ2∑A橫=0.65×490.65×80=0.61k2=μ1∑A直μ3∑A內(nèi)=0.65×490.55×40=1.45內(nèi)澆道壓頭:h3=k221+k21+k22H=2.11+0.37+2.1×45=27(cm)h3=k221+k12+k22Η=2.11+0.37+2.1×45=27(cm)2.2頂面的高度Δh=h3-(h橫-h內(nèi)/2)式中h橫——內(nèi)澆道中心至橫澆道頂面的高度,h橫=6.5cm;h內(nèi)——內(nèi)澆道的厚度,h內(nèi)=1cm。計算得Δh=21cm。計算表明,橫澆道充滿有余(21cm-6.5cm)=14.5cm,具有較強的擋渣能力。2.3澆注時間計算τ=G0.31μ3∑A內(nèi)h3√=85(s)τ=G0.31μ3∑A內(nèi)h3=85(s)批量生產(chǎn)實測澆注時間為80～85s,與計算值相吻合。3液的作用,以及氣在澆注系統(tǒng)的對側(cè)安放4個冒口,起補縮和排除型腔中流頭鐵液的作用,或稱溢流作用,它對保證鑄件上平面的品質(zhì),防止氣孔、夾渣、流痕有明顯的作用。冒口頸短、薄、寬,可以防止冒口和鑄件之間形成接觸熱節(jié),避免冒口根部產(chǎn)生收縮缺陷。3.1冒口體計算工藝式中f1——冒口平衡系數(shù),取f1=1.2;f3——冒口壓力系數(shù),取f3=1.1。MR=1.2×0.22×1.1×3.35=0.97(cm)理論計算,滿足補縮要求的冒口體?60mm(6MR)×120mm就夠了。但考慮到鑄件較大,為保證上表面的品質(zhì),使流頭鐵液多排出一些,生產(chǎn)中選用了?105/?200mm×160mm的溢流冒口,對補縮有充足的安全裕量。3.2fp的表達式中f4——冒口頸長度系數(shù),取f4=0.9;fp——冒口頸流通效應系數(shù),取fp=0.45。MN=0.22×0.9×0.45×3.35=0.3(cm)理論上冒口頸厚度為(2MN)6mm,生產(chǎn)中選用厚15mm,寬200mm,長20mm的冒口頸,有足夠的安全裕量,屬于短、薄、寬的范圍。3.3拔銷在鑄件兩側(cè)的滑軌上各設(shè)置4個排氣片,排氣片尺寸為10mm×70mm,高度與外界相通。4澆注系統(tǒng)及冒口計算分析(1)采用以上工藝連續(xù)生產(chǎn)76件,重230t,滑軌鑄件加工后沒有縮孔、縮松、氣孔、夾渣等鑄造缺陷