■馮秀民，裴林，白士勇

1. 缺陷分析

我公司生產(chǎn)的30MW無(wú)磁壓圈鑄件產(chǎn)生的主要缺陷為冷隔和粘砂，缺陷有共性，冷隔多發(fā)生在最后一澆上下法蘭處，粘砂多產(chǎn)生在立筋圓角處。兩種缺陷共存是由于鑄件澆注時(shí)為一爐多澆，澆注溫度和充型速度存在差異，而鑄件壁厚不均勻，型腔各部位鋼液上升速度也存在差異。

原工藝為了解決鑄件冷隔問(wèn)題，采用提高澆注溫度的方式，這樣雖然冷隔問(wèn)題得到了緩解，而粘砂缺陷很?chē)?yán)重。無(wú)磁鋼材質(zhì)為ZG25Mn18Cr4，這種材質(zhì)熔點(diǎn)不高，且鋼液流動(dòng)性相對(duì)較好，用提高澆注溫度來(lái)解決鑄件冷隔缺陷效果并不明顯，而負(fù)面作用卻很大，粘砂、砂眼等缺陷問(wèn)題明顯增多且很?chē)?yán)重。

我們對(duì)充型時(shí)鑄件型腔內(nèi)各部位鋼液的上升速度進(jìn)行計(jì)算，結(jié)合鑄件產(chǎn)生冷隔的位置，得出鋼液上升速度不足是產(chǎn)生冷隔的主要原因，從這方面入手我們進(jìn)行了技術(shù)準(zhǔn)備及生產(chǎn)試制工作。

2. 制訂試制方案及目的

（1）降低澆注溫度，暫定澆注溫度下調(diào)30℃。

（2）調(diào)整澆注系統(tǒng)，目的是提高鋼液在鑄型中的上升速度。①鋼包注口增大。②增加澆注系統(tǒng)的開(kāi)放程度。③設(shè)計(jì)專(zhuān)用陶瓷管磚固化澆注系統(tǒng)，讓鋼液在澆道中流動(dòng)順暢。

（3）冒口調(diào)整，使用發(fā)熱冒口替換普通冒口，目的是提高鑄件工藝出品率，降低成本。

3. 技術(shù)準(zhǔn)備

（1）鑄造工藝方案 如圖1所示。

（2）工藝參數(shù)計(jì)算 ①經(jīng)計(jì)算，ZG25Mn18Cr4鋼熔點(diǎn)為1430~1440℃。②充型能力計(jì)算，如圖2、附表所示。

圖1 鑄造工藝

鋼液上升速度分布表 （m/s）

圖2 剖面

（3）計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬 冒口使用發(fā)熱冒口，總鋼液量單件減少1300k g，圖3是新工藝模擬結(jié)果，可滿(mǎn)足鑄件質(zhì)量要求。

4. 過(guò)程質(zhì)量控制措施

（1）明確工藝流程，設(shè)定質(zhì)量見(jiàn)證點(diǎn)。流程圖4中，R為文件見(jiàn)證，H為停工待檢點(diǎn)。

圖3 X-RAY模擬結(jié)果

圖4 工序流程

（2）編制質(zhì)量控制技術(shù)文件。編制專(zhuān)用制造大綱，明確并固化生產(chǎn)操作過(guò)程；編制質(zhì)量計(jì)劃對(duì)各工序關(guān)鍵點(diǎn)質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控管理。

5. 生產(chǎn)試制

對(duì)6件（2爐次）鑄件進(jìn)行試制生產(chǎn)，6件產(chǎn)品質(zhì)量有明顯好轉(zhuǎn)，對(duì)比6件產(chǎn)品表面質(zhì)量，每爐的第一、第二澆鑄件表面很好，一次交檢合格，第三澆鑄件在上法蘭背面（上升速度最慢區(qū)域）存在冷隔，下序加工時(shí)可以完全去除，不用修復(fù)。目前，該工藝已批量應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)，并推廣到同類(lèi)產(chǎn)品，且正在根據(jù)鑄件具體結(jié)構(gòu)做工藝調(diào)整工作，應(yīng)用效果如圖5、圖6所示。

圖5 打箱后鑄件表面情況

圖6 調(diào)整后鑄件表面照片

6. 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)生產(chǎn)試制驗(yàn)證了工藝措施的正確，提高型腔鋼液的上升速度是解決該類(lèi)產(chǎn)品表面冷隔的正確方法。澆注溫度不能過(guò)高，試制時(shí)澆注溫度為1530～1540℃，實(shí)際澆注時(shí)第三澆次的澆注溫度應(yīng)在1525～1535℃，結(jié)合我公司采用鑄型材料的實(shí)際情況，這個(gè)澆注溫度是比較適合的，根據(jù)試制結(jié)果對(duì)于ZG25Mn18Cr4鋼無(wú)磁壓圈鑄件，澆注時(shí)鋼液上升速度要大于5mm/s，才可以徹底消除表面冷隔缺陷。另外，用保溫冒口代替普通砂型冒口，鑄件工藝出品率提高明顯，大幅降低了成本。