山西铸造通讯-2023年第8期(总第44期)

发布时间:2023-9-01 | 杂志分类:其他
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山西铸造通讯-2023年第8期(总第44期)

51真是需要“板凳坐得十年冷”的硬功夫。然而,在当前数字化、智能化、工业 4.0 的大潮下,我接触很多制造企业,管理基础还很薄弱,但也摩拳擦掌,试图实现跳跃式发展。但这些企业还处于工业 2.0,甚至工业 1.5 阶段。这个1.5 不是指硬件设备方面,而是指生产运营管理思想、流程体系、产品标准、精益水平等。6 个底层支柱,或残缺不全、或摇摇欲坠,这个时候冒然进行智能化改造,只会让自己五劳七伤。不是青龙偃月刀不好,而是没达到关云长的水平。必修的课程,是不能免修的。我们在一些制造型企业内部,所做的精益改善项目,就是要帮客户把2.0、3.0 的必修课补上。你的企业也走在智能化的道路上吗?是否也具备了 6 个底层支柱呢?希望未来,能在灯塔工厂的名单上,看到你的公司。来源:华益慧联科技有限公司董飞整理7.技术交流7.1 技术论文 高牌号灰铸铁机体裂纹缺陷探讨毕海香,于建忠,张敏之,张在彬,闫振德(潍柴重机股份有限公司)摘要:本文针对高牌号灰铸铁机体铸件的裂纹产生的原因进行了分析,通过优化产品结构、在裂纹处增加加强筋、改进冷却工艺等措施,有效解决了机体的裂纹问题。关键词:机体;裂纹;高牌号灰铸铁机体... [收起]
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山西铸造通讯-2023年第8期(总第44期)
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真是需要“板凳坐得十年冷”的硬功夫。然而,在当前数字化、智能化、工业 4.0 的大潮下,我接触很多制造企业,管理基础还很薄弱,但也摩拳擦掌,试图实现跳跃式发展。

但这些企业还处于工业 2.0,甚至工业 1.5 阶段。这个1.5 不是指硬件设备方面,而是指生产运营管理思想、流程体系、产品标准、精益水平等。6 个底层支柱,或残缺不全、或摇摇欲坠,这个时候冒然进行智能化改造,只会让自己五劳七伤。不是青龙偃月刀不好,而是没达到关云长的水平。必修的课程,是不能免修的。

我们在一些制造型企业内部,所做的精益改善项目,就是要帮客户把2.0、3.0 的必修课补上。你的企业也走在智能化的道路上吗?是否也具备了 6 个底层支柱呢?希望未来,能在灯塔工厂的名单上,看到你的公司。来源:华益慧联科技有限公司董飞整理

7.技术交流

7.1 技术论文 高牌号灰铸铁机体裂纹缺陷探讨毕海香,于建忠,张敏之,张在彬,闫振德(潍柴重机股份有限公司)摘要:本文针对高牌号灰铸铁机体铸件的裂纹产生的原因进行了分析,通过优化产品结构、在裂纹处增加加强筋、改进冷却工艺等措施,有效解决了机体的裂纹问题。关键词:机体;裂纹;高牌号灰铸铁

机体是发动机上的关键零部件之一,其质量对于发动机的整体性能具有至关重要的影响。裂纹缺陷是高牌号灰铸铁机体生产中主要的铸造缺陷之一,裂纹缺陷会降低铸件的力学性能,严重影响其可靠性能。本文分析了某系列机体裂纹缺陷产生的原因,并提出了合理的解决措施。

1 机体结构

该系列柴油机是大功率船用发动机,机体毛坯尺寸4 060 mm ×1 670 mm×1 250 mm,材质 HT300,毛坯重量约 12 t,属于大吨位的高牌号灰铸铁机体。机体主要壁厚为 15 mm,最大壁厚高达 170 mm,该机体壁厚相差悬殊。内腔结构复杂且壁厚偏差较大的铸件在冷却过程中会产生较大应力从而增加了裂纹缺陷的发生,所以对工艺设计以及后续生产带来一定挑战。机体三维简图详见图1 所示。

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图 1 机体三维简图

2 生产工艺简介及缺陷形态

该机体采用碱酚醛树脂自硬砂工艺手工造型、制芯,人工下芯研箱。采用卧浇工艺,反雨淋式陶瓷管浇注系统,主油道不铸出,后续专机加工而成。浇注温度1390 ℃~1 410 ℃. 浇注完成型内冷却4天后开箱落砂,随后进行去应力退火处理。工艺图如图 2 所示。

图 2 机体三维工艺简图

验证阶段铸件开箱落砂后,在铸件前端第一观察窗圆角处发现裂纹缺陷,废品率高达 35%. 裂纹部位及形态如图 3 所示。裂纹从观察窗圆角处开始,呈折线形式由外向内延伸,一直到观察窗内部拉筋圆根底部结束,裂纹的开裂程度从外向内逐渐减小。

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图 3 缺陷位置及形态

3 裂纹缺陷原因分析

热裂是铸件在凝固后期,在较高温度下,铸件处于强度和塑性很低的状态下,因铸件固态收缩受阻而引起的裂纹。热裂其端面严重氧化,无金属光泽,为粗细不均匀的不规则曲线,呈撕裂状态。冷裂是铸件凝固后冷却到弹性状态,在相对较低温度下,铸件局部的应力大于合金的极限强度而产生的裂纹。冷裂纹表面光滑或轻微氧化色泽,一般呈直线形或折线形扩展,贯穿整个铸件表面。通过图 3 所示的裂纹形态可以判断该缺陷为冷裂纹。产生的原因主要是铸件在冷却过程中收缩受到阻碍。该机体油道为实心结构,为防止油道孔内出现缩松缺陷,工艺设计时在油道上方布置了发热冒口。观察窗口附近相对油道位置属于薄壁结构,铸件在冷却过程中,观察窗口附近区域先凝固,油道处在发热冒口的作用下后凝固,此时观察窗口就会受拉应力作用。大量生产实践已经证明,铸件凝固时的收缩应力主要集中在铸件的转角处。而该机体的原始产品结构中的观察窗口圆角较小(R20),容易引起应力集中。当圆角处的拉应力超过了当时材料的强度极限时就产生了裂纹。另外,铸件过早开箱,落砂温度高,在落砂清理过程中极易受到碰撞、挤压,铸件中的残余应力引起铸件开裂。

4 改进措施

冷裂纹的预防及改进主要从减小或分散应力集中、改进砂芯退让性、增加铸件薄弱处的强度,改进工艺使得铸件局部遵循均衡凝固原则等方面着手(1)在不影响装配的前提下尽量加大观察窗圆角,由原来的R20 改为R80(如图4所示),并将观察窗内部拉筋连通,降低应力集中的风险。

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图 4 产品结构优化

(2)优化产品结构,增加拉筋将油道处上方布置发热冒口的部位与裂纹位置相连通(如图 4 所示),相当于打开了补缩通道,发热冒口中的铁液可以对观察窗口附近进行有利补充,从而改变了铁水凝固时的温度场分布,裂纹区域附近的温度场尽量均衡。

(3)在观察窗处增加防裂拉筋,如图 5 所示,拉筋上开易断豁口,此时豁口处为薄弱部位,应力可以从豁口处提前释放,该拉筋在时效热处理后再清除掉。(4)延长型内冷却时间,降低开箱温度。由原来的 4 天延长至5 天,利用砂型冷却使得铸件温度更均衡,并尽早松开砂箱紧固装置,降低铸件热应力。图 5 观察窗口增加拉筋

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5 效 果

以上措施都实施后,2020 年以来共生产 50 余台机体,铸件清理后通过着色渗透检测,均未发现裂纹缺陷,有效解决了铸件裂纹缺陷,显著提高了铸件成品率,降低了制造成本。

6 结 论

灰铸铁铸件裂纹的产生受到诸多因素的影响,采取单一措施很难彻底解决。产品设计时应该力求壁厚均匀,分散应力,同时增强应力集中处的结构强度;工艺设计时尽量满足均衡凝固或局部均衡凝固原则;制定现场工艺时,在保证砂芯强度的前提下,改善型芯退让性,减小铸件收缩阻力,尽量降低铸件开箱温度,降低铸件热应力。

作者简介:毕海香(1981-),女,高级工程师,硕士,主要从事铸铁件铸造工艺开发研究。 (摘选自《铸造设备与工艺》2022 年-6 期)

7.2 山西铸协技术服务项目

1、铸造行业专题培训;

2、提供技术咨询、技术服务、企业环评、环保管家服务;3、铸造企业商务服务(铸件采购与供应);

4、铸造行业调研、统计与分析;

5、团体标准项目立项,制定、审核工作;

6、编制地方政府产业规划、企业、园区发展规划;

7、编制企业可研报告、项目申报、项目评审工作;

8、铸造产能转移的对接服务 技术职称评定,工程师资格认定;请在线咨询。8.商务信息

8.1 山西省铸造行业协会商务平台

为展示山西省铸造行业整体风貌,增强同行之间的交流与合作,促进山西铸造行业尽快做强做大,释放山西铸造行业产能而筹备并建立的铸件采购平台。通过行业信息平台,收集相关商务信息,为企业联系订单,联系采购商,搭建商务信息共享平台,做好贸易形成的全过程跟踪服务。形式为线下和线上两种。

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平台的宗旨:展示行业风貌 关注行业动态 增强信息交流促进行业发展联系人:崔明珠 13934176886 郝鹏飞 18649311901 王广业13703594116

8.2 山西省铸造行业协会抖音上线了,请扫描二维码8.3 求购信息

序号 名称

年需求

量(件)

材质

产品

重量

要求铸造工艺

铸造成品率要求检测要求1 飞轮壳 6000 QT450-10 25.6KG 消失模 97%以上2 飞轮壳 6000 QT450-10 13.7kg 消失模 97%以上2 减速箱体 6000 QT450-10 80KG 消失模 97%以上3 分动箱

前壳

6000 QT450-10 20.6kg 消失模 97%以上4 偏转体 3000 QT500-7

60—

230kg

树脂砂或

静压线

98%以上5 举升臂 10000 MS27 80kg

消失模空

壳工艺或

覆膜砂

98%以上超声波、磁粉6 铸钢件 35# 21000kg

树脂砂或

水玻璃砂

7 锻造件 10000 15kg

8 活动横梁 按需 ZG25Mn 247175kg

按图纸和

技术协议

要求

性能探伤合格后粗加工去应力涂装交9 上垫板 按需

ZG270-50

0

57059kg

10 工作台 按需 ZG270-50 205263kg

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0 货11 燃烧弧板

月需

3000 件

耐热球铁 8.4kg

消失模工

12 减速箱体 6000 QT450-10 80 消失模

13 分动箱前

6000 QT450-10 20.6 消失模

14 转向支架 6000 QT500-7 60-230 树脂砂

样品X 光,球化二级,内部缺陷二级15 锻造件 10000 15 超声波、磁粉16 机床件 2000 HT300 50-15000 树脂砂、消

失模

17 配重 10000 HT250 120 水平线

表面质量好18 加工外协

合作

20000 QT、HT 15-150

要求立加、卧加、车床、三坐标检测8.4 租赁信息:山西文泊铸造有限公司——欢迎入驻!我们公司位于山西省吕梁市文水县东庄村省级工业园区,拥有占地面积50亩、车间面积约 1 万平方米的现代化生产基地,设有大型行车10 部,产能达到14 万吨。公司已取得手续齐全的许可证,综合实力雄厚,配套设施完善,包括焦炉煤气、生铁、电力、交通和劳动力,价格低廉,供应充足。现有电炉2 台(一拖二三吨、二吨电炉)、变压器 2 台(2500、1600)、甩管机等设备可直接使用,如有需要我们也可根据客户的需求进行铸造手续的更改。

同时,山西文泊铸造有限公司一直秉承“绿色发展,环保先行”的理念,致力于打造一个清洁、舒适的生产环境。公司已通过环保评估,做到环境友好型生产,入驻我们公司,您可以放心生产。

环评范围内容有:

生产线 产品名称 年产量(万吨)黏土砂铸造生产线 机床等 2

覆膜砂铸造生产线 建筑构件 2

树脂砂铸造生产线 机床配件 2

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消失模铸造生产线 汽车配件、发动机壳 2

离心铸管铸造生产线 水管 4

锁块铸造生产线 锁块 2

联系人:候总 13734154168, 张总 15034286850

8.5 山西鑫光华铸造废砂再生工业有限公司山西鑫光华铸造废砂再生工业有限公司,是山西省铸协铸造砂循环利用生产基地(文水)。年处理铸造废砂5万吨,生产覆膜砂4万吨。开发了六大品种,分别适用于小型灰铁、大型灰铁、小型球铁、大型球铁、碳钢及合金钢铸件。企业管理资质齐全,生产设备自动化控制,实验检测设备先进,产品质量稳定可靠。针对客户产品的差异化需求,提供完善的售前售后技术服务。

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59

山西鑫光华铸造废砂再生工业有限公司覆膜砂技术参数及牌号牌号 性能 数据 牌号 性能数据1#

常温抗拉强度(Mpa) 2.0~2.5

2#

常温抗拉强度(Mpa)2.0~3.5

常温抗弯强度(Mpa) 3.0~3.5 常温抗弯强度(Mpa)5.0~6.0

粒度(目) 70/140 高温抗弯强度(Mpa)3.5~4.5

灼烧减量(100%) 2.16 粒度(目)70/140

发气量(ml/g) 12.8 灼烧减量(100%)2.66

熔点(℃) 100 发气量(ml/g) 13.5

熔点(℃)105

适用范围 灰铸铁 适用范围大件灰铁小件球铁3#

常温抗拉强度(Mpa) 3.5~4.5

4#

常温抗拉强度(Mpa)3.5~4.5

常温抗弯强度(Mpa) 7.5~9.0 常温抗弯强度(Mpa)7.0~8.0

热态抗弯强度(Mpa) 4.0~5.0 热态拉弯强度(Mpa)1.5~2.5

粒度(目) 70/140 热态抗弯强度(Mpa)4.0~5.0

灼烧减量(100%) 2.76 粒度(目)70/140

发气量(ml/g) 14 灼烧减量(100%)≤3

熔点(℃) 108 发气量(ml/g) ≤20

熔点(℃)105

流动性(度)25~29

适用范围

球铁

铸钢件

适用范围合金铸钢5#

常温抗拉强度(Mpa) 3.0~3.7

6#

常温抗拉强度(Mpa)常温抗弯强度(Mpa) 6.0~7.0 常温抗弯强度(Mpa)高温抗弯强度(Mpa) 4.0~5.0 高温抗弯强度(Mpa)粒度(目) 70/140 粒度(目)灼烧减量(100%) 2.66 灼烧减量(100%)发气量(ml/g) 13.5 发气量(ml/g)

熔点(℃) 105 熔点(℃)流动性(度) 28 流动性(度)适用范围 球铁 适用范围

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8.6 山西临汾诚信铸造有限公司转型发展,以下铸造设备进行出售:转让以下机加工设备,铸造设备。设备状况良好。

1、一吨钢壳电炉:线路配件均齐全,已经过调试,基本全新。2、消失模条线,砂处理设备,带提升机,冷却滚筒,砂库,光氧处理。3、铁型射砂整套。

4、覆膜砂射砂机。

5、浇注机械手臂两台,一次可以搬运 300 公斤铁水。

6、覆膜砂壳型机 4 台

7、BZD 旋臂起重机,承受重量 1 吨

8、铁型射砂整套

9、378 刨花清理机 除尘整套装备

10、多台数控车床,铣床,摇臂钻床

欢迎各位同仁考察洽谈。联系电话:186 3570 0759 /139 0347 9079

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8.7 山西省铸造行业协会--展览室对外开放各理事、会员单位及行业同仁,经过各合作商的努力,山西省铸造行业协会展览室正式对外开放,欢迎大家参观交流,本通讯将分期登载展商信息,供同行们交流学习。欢迎有宣传和发展业务意向的企业及时联系

第62页

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8.8 广西兰科、恒利来、南京诺金、天津汇丰

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63

8.9 《铸造设备与工艺》杂志征订启事

《铸造设备与工艺》杂志,1979 年创刊,双月刊,国家级科技期刊。由太原科技大学主办,国内统一刊号 CN14-1352/TG,国际标准刊号ISSN1674-6694,为国内外多家权威数据库和检索系统收录期刊。

主要内容: 内容覆盖铸铁、铸钢和有色合金等领域,包括砂型铸造、压力铸造、离心铸造、精铸、消失模铸造(实型铸造)等铸造的设备、工艺、模具、材料方面的技术、经验、管理与研究。报道国内、国外铸造领域的先进科技成果、学术研究;产品开发应用与生产实践经验;铸造工厂(车间)的设计、技术改造、工厂经验及经营管理;铸造人才的培养及专业发展方面的文章。

主要栏目:铸造设备;铸造工艺;消失模与 V 法铸造;试验研究;应用研究;专题与综述;设计与计算;3D 打印技术;车间设计;铸造模具与工装;企业管理;教学研究与人才培养;艺术铸造;智能铸造;行业管理与发展;信息与动态;科技成果;铸造市场;企业之窗;人才市场。

期刊订阅:本刊为双月刊,一年 6 期。邮发代号:22-154,国外发行代号:4845BM,定价 15.00 元/期,全年 90 元。全国各地邮局均可订阅,也可直接到本刊编辑部随时订阅,平邮免收邮资费。

电子版《铸造设备与工艺》杂志与纸质印刷版同步发行,每期定价15 元,全年订价 90 元。

欢迎订阅、欢迎投稿、欢迎刊登广告!

邮编:030024 地址:山西省太原市万柏林区太原科技大学240 信箱电话: 13513612782 传真:0351-6999221

邮箱:zsby@sina.com 网址: www.foundrycn.cn

微信公众号:zzsbygy1979(铸造设备与工艺)

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-----------------------------------------------------《山西铸造通讯》编辑部:

主编:王录才

编辑:王广业 郝鹏飞 梅 好 王彩红张琪地址:太原市小店区黄陵路 56 号 1 号楼三层3005 号(山西省农业机械化科学研究院)邮编: 030000 电话: 0351-3982874

邮箱: sxzzxh12@163.com

山西铸造协会(www.sxzzxh.cn)山西省铸造行业协会微信公众号

《铸造设备与工艺》杂志微信公众号铸造设备与工艺网 (www.foundrycn.cn)

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