铸造工艺设计在耐磨铸件生产中的应用

时间：2014-06-30

传统的铸造工艺设计方法往往依赖于直觉经验，在铸件结构较为简单和铸造类似铸件时，经验可能起到一定作用；可在浇注大型、复杂铸件且无相关经验时，只能通过反复工艺试验来确定工艺；当工艺存在重大失误时，可能使得工艺方案被彻底推翻。通过工艺反复试验来确定工艺的方法，可能导致先前制作的模具报废，对于大型铸件来说，模具费用会相当高，这会造成重大经济损失，同时严重影响新产品的试制，延长新产品的试制周期。近年来，铸造过程计算机模拟技术得到飞速发展，使得通过铸造模拟来确定铸造工艺成为可能，铸造过程计算机模拟可以减少或取消新产品的工艺试验，能够有效的避免可能出现的铸造缺陷，保证工艺的可靠性，缩短新产品的试制周期。
   由于铲板属于煤矿设备用关键铸钢件，结构虽然比较简单，但厚薄不均，热节位置较多，产品工作环境恶劣，质量要求较高，铸件毛坯在机加工和去应力处理后要进行组焊、装机，铸件的零件表面质量，内部质量和配合尺寸要求较高。为保证顺利充满和厚大部位不产生疏松，特别保证在焊接处和装配位置处的质量和尺寸，通过浇注系统设计和浇注时间的控制减少和避免气孔和渣孔产生，通过造型、涂料及浇注温度等方式保证表面质量，考虑铲板质量、批量的要求，结合我厂铸造现场生产能力，最后选用砂型重力铸造和改性水玻璃砂工艺的工艺方案。
   铲板长度方向是装配配合位置、铲板工作位置为较长方向法向及铲板前端和各加强筋根部组织要求高，不允许有缩松、气孔等铸造缺陷，为了使得铸件实现顺序凝固且保证工作位置的力学性能。满足要求的工艺分型有几种，通过铸造工艺设计软件及工艺模拟软件确定。
   采用铸造工艺模拟模块进行铸造过程模拟验证，通过凝固过程、温度场及缩孔、缩松的判定可以看到冒口尺寸偏小，为节省钢液，采用不加大冒口而引入冒口套工艺消除缺陷，通过模拟铸件补缩工艺比较合理，存在严重缩孔缺陷位置消除。
   采用计算机进行铸造工艺设计直观且速度快，有利于新产品工艺开发和工艺优化；组合使用铸造工艺设计模块和模拟模块可大大节省工艺设计和模拟的时间次数，模拟结果与实际相符；采用冒口套可节省钢液，减少冒口尺寸；砂型重力铸造改性水玻璃砂工艺适合铸钢件生产，铸件应力小，表面比较光滑。


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铸造工艺设计在耐磨铸件生产中的应用
传统的铸造工艺设计方法往往依赖于直觉经验，在铸件结构较为简单和铸造类似铸件时，经验可能起到一定作用；可在浇注大型、复杂铸件且无相关经验时，只能通过反复工艺试验来确定工艺；当工艺存在重大失误时，可能使得工艺方案被彻底推翻。通过工艺反复试验来确定工艺的方法，可能导致先前制作的模具报废，对于大型铸件来说，模具费用会相当高，这会造成重大经济损失，同时严重影响新产品的试制，延长新产品的试制周期。近年来，铸造
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