劉志漢，郭 亮，李艷琴

（寧夏共享裝備有限公司，寧夏 銀川 750021）

臥式鏜銑床的主要部件工作臺（見圖1），材質(zhì)為HT300，鑄件重920kg.從鑄件結(jié)構(gòu)以及鑄造工藝性分析：此類工作臺鑄件壁厚超厚，厚度達到150mm以上，并且鑄件上、下面均為要求較高的工作面，鑄件四周也有加工面，同時要求加工面不得有夾砂、氣孔、夾渣、縮松等缺陷，且上下工作面以及“T”型槽里硬度必須大于180HB，不允許出現(xiàn)組織疏松、硬度不合等質(zhì)量問題，其他外觀面不得有較明顯的砂眼、粘砂以及鼓包等影響外觀面的缺陷。前期通過工藝改進，其他缺陷得到了很好地控制，但是夾渣、組織疏松和硬度不合問題依然存在，為此從鑄造工藝和熔煉控制兩方面進行了改進，取得了很好的效果。

圖1 工作臺結(jié)構(gòu)圖

1 原工藝及鑄件質(zhì)量問題分析

1.1 原工藝

1）熔煉控制：原材料配比如表1。同時通過原鐵水成分調(diào)整，使主要成分的控制范圍達到表2的要求。熔化溫度不高于1380℃，過熱溫度為1490℃～1510℃，澆注溫度控制在1380℃～1400℃.采用二級孕育槽進行孕育處理，孕育劑為0.5%的75硅粒，同時澆注時在包內(nèi)加入0.1%的75硅鐵，進行浮硅孕育，保證鑄件中w（Si）:1.7%～1.8%，w（C）:3.05%～3.15%.表1為原材料配比。

表1 原材料配比（質(zhì)量分數(shù)，%）

表2 原鐵水成分要求（質(zhì)量分數(shù)，%）

2）澆冒系統(tǒng)：為了保證鑄件充型平穩(wěn)，采用開放式澆注系統(tǒng)，內(nèi)澆道由底面引入。在頂部加工面均置8個60mm的油瓶冒口。

3）鑄件質(zhì)量原狀及存在的問題：鑄件上表面極易出現(xiàn)夾渣，內(nèi)腔容易出現(xiàn)粘砂，鑄件加工面容易出現(xiàn)組織疏松，硬度不足不合格產(chǎn)品組織見圖2，廢品達到20%.

1.2 出現(xiàn)的質(zhì)量問題

按照上述工藝生產(chǎn)了5件鑄件，全部出現(xiàn)組織粗大和硬度不足的質(zhì)量問題，硬度只有120HB～140HB.通過對鑄件實體進行金相檢測，發(fā)現(xiàn)大部分視場石墨形態(tài)為A+C，個別部位出現(xiàn)D型石墨，珠光體量只有20%～40%，其余為鐵素體。金相照片如圖2所示。

圖2 不合格組織

1.3 原因分析

鑄件材質(zhì)為HT300，由于壁厚較大，如果澆注緩慢，澆注溫度較高，在開放式的澆注系統(tǒng)下鑄件容易夾渣、容易出現(xiàn)組織疏松、硬度不足以及粘砂等缺陷；相同材質(zhì)的鐵水澆注其他產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，分析認為，珠光體量不足，很有可能是促進珠光體量生成的化學元素含量不夠，同時CE值過高也促進鐵素體的生成。

2 工藝改進措施及結(jié)果

2.1 改進措施

1）改進澆注系統(tǒng)和冷鐵位置

為防止夾渣、硬度不足等缺陷，需減少鐵液流進型腔的渣子，澆注系統(tǒng)由底注式改為底注加過濾網(wǎng)式，內(nèi)澆道鐵液分橫澆道過濾網(wǎng)引入，并且將直澆道面積增大，同時增大內(nèi)：直的開放比率，以及過濾網(wǎng)降低鐵液流速，使鐵液充型平穩(wěn)。為防止產(chǎn)生縮松、組織疏松以及硬度不合，底部增加直冷冷鐵（冷鐵厚度為鑄件壁厚的1/2），使底部鐵液快速凝固，從而使鑄件凝固達到順序凝固，并且降低了冒口補縮范圍。改進后的生產(chǎn)工藝見圖3.

圖3 改進后的工藝

2）改進熔煉控制參數(shù)

由于提高廢鋼的比例對鑄件的硬度有利，在鐵水熔化配料時適當?shù)靥岣吡藦U鋼的比例；為了保證珠光體的含量，同時又對成本不產(chǎn)生太大影響，把w（Mn）的控制終值由0.85%提高到0.95%，把w（C）的控制終值由3.12%降低為3.05%，w（Si）的控制終值由1.75%降低為1.7%；由于此產(chǎn)品壁厚很厚，澆注時把澆注溫度調(diào)整為1350℃～1370℃，其他熔煉參數(shù)保持不變。表3、表4分別為材料配比及成分。

表3 原材料配比（質(zhì)量分數(shù)，%）

表4 原鐵水成分要求（質(zhì)量分數(shù)，%）

2.2 改進結(jié)果

按照上述改進措施連續(xù)生產(chǎn)了6件該產(chǎn)品組織致密，石墨形態(tài)全部為A型，石墨長度3～4，基體組織為＞95%珠光體，實體硬度最低為181HB，最高為196HB，全部滿足質(zhì)量要求，同時鑄件未出現(xiàn)夾渣、夾砂等缺陷，改進效果很明顯。

3 結(jié)論

1）工藝改進和控制鐵水質(zhì)量，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，廢品率降低到3%以下；

2）對厚壁工作臺類鑄件，為減少鐵液對砂型的沖刷，將澆注系統(tǒng)改進開放式底注加過濾網(wǎng)，同時降低澆注時間，能減少鑄件夾渣等缺陷；

3）對于厚大斷面，適當降低CE值，提高Mn的質(zhì)量分數(shù)，能很好地解決組織粗大，提高鑄件的實體硬度。

[1]賈志宏，傅明喜.金屬材料液態(tài)成型工藝[M］.北京：化學工業(yè)出版社.