我国V法铸钢件的发展现状及展望.PDFVIP

2 0 0 9 中国铸造活动周论文集 我国V 法铸钢件的发展现状及展望 吕胜海, 叶升平 （华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室, 湖北 武汉 430074 ） 摘要：重点介绍我国V 法铸造在铸钢件方面的发展现状，包括大型铸钢件和中小型铸钢件， 对其中出现的问题、缺陷及预防措施进行了探讨，并对未来发展趋势作了展望。 关键词：V 法铸钢；大、 、小型铸钢件；缺陷 V 法铸造是真空密封造型或负压造型铸造工艺的简称，其原理是利用塑料薄膜覆模造 型并密封砂箱。依靠真空泵抽出型内空气,造成型内箱外压力差，使干砂紧实，形成所需型 腔。其最大优势是型砂不使用粘结剂,干砂回用率高达95% 以上，不仅节能环保、落砂简便、 [1] 改善劳动条件，而且铸件表面品质和尺寸精度大大提高 。V 法铸造在铸铁的生产上颇具 规模而且工艺日趋成熟，1983 年北京化工设备厂首次引进日本新东成套V 法生产流水线生 产铸铁浴盆获得成功；合肥叉车厂、上海封滨浴盆厂、沈阳铸造厂等先后成功生产出叉车平 [2] 衡重，浴缸等铸铁件 。与湿型铸造相比，V 法铸型表面硬度高，干砂保温时间长，铸件收 缩量较小，因此V 法铸造在铸钢件上的生产优势也较为明显，同时也容易出现增碳、皮下 气孔等缺陷。 1 V 法铸造在铁路辙岔的应用 1983 年 铁山桥集团有限公司引进日本新东公司成套V 法生产线生产高锰钢辙岔，并 生产成功，是我国最早使用 V 法铸造生产高锰钢铸件的厂家之一，如今产品已经被广泛的 应用到铁路、桥梁等各方面基础建设当中，为国民经济的发展做出了巨大贡献，如图1 所示 为铁路辙岔。 图1 铁路辙岔 2 V 法铸造在高锰钢颚板、轧臼壁、破碎壁的应用 颚板及轧臼壁、破碎壁均为破碎机的组件，通常用于矿山机械中，主要用于对坚硬和 硬矿石进行粗碎和 碎，要求铸件有强耐磨和抗冲击能力，耐磨高锰钢含锰量通常在10～ 15％之间，图2 为鄂板图，尺寸676 ×533 ×67，图3 为轧臼壁，尺寸为Φ1358 ×513，图4 为破碎壁，尺寸为Φ1292 ×413 。 - 1 - 2 0 0 9 中国铸造活动周论文集 图2 颚板(676×533×67) 图3 轧臼壁(Φ1358×513) 图4 破碎壁(Φ1292×413) 2.1 高锰钢颚板的应用 在实际生产中，颚板易出现齿面、齿根变形和齿根冷隔等缺陷，这些均是由垂直齿方 向横浇浇注产生的缺陷，如图5 所示。 (a)齿面变形、剥落 (b)齿根裂痕及浇不足及齿间冷隔 图5 横浇易导致的动颚板铸造缺陷 通过生产现场的调研和华铸CAE 模拟软件的分析，采用顺齿浇注可有效解决这些缺陷 问题，采用内浇道对准齿 的方法，使金属液纵 流动，利于充型和凝固，有效防止了跨齿 浇注造成液流的不平稳，以下是模拟过程 设置的参数。 物性参数：材质为ZGMn13；液相线为1400℃，固相线为1350℃，浇注温度 1430℃； 浇注系统尺寸 （单位mm）：直浇道Φ60，横浇道65×65，内浇道12×59，冒口Φ120。 图6 所示为该铸件在逆齿和顺齿状态下模拟 期的情况。从模拟情况看，逆齿式浇注不 够平稳，液流流动混乱，有卷气现象，对型壁冲刷也较严重；而顺齿式浇注液流流动平稳， 充型顺利，从模拟结果看顺齿式浇注结果良好，没有缺陷。 - 2 - 2 0 0 9 中国铸造活动周论文集 (a)逆齿模拟充型 期 (b)顺齿模拟充型 期