58.大型铸钢件铸造工艺的优化设计

工程管理86 2015年10期铸造工艺问题的特点及工艺优化李全德东芝水电设备（杭州）有限公司，浙江杭州 311500摘要：本文中结合铸造工艺问题的特点和铸造工艺功能优化，主要针对大型铸钢件操作侧机架的铸造工艺进行了分析，以供参考。

关键词：铸造工艺；问题特点；铸钢件；操作侧机架；工艺优化中图分类号：TG245 文献标识码：A 文章编号：1671-5810（2015）10-0086-01在大型钢宽厚板设备中最主要的配件即是操作侧机架。

产品由于长、重、内部要求的质量较高，而且在进行生产过程中要承受非常大的工作负荷，其间不能有裂纹、砂眼、缝隙等各种缺陷。

为了保证铸件的质量，经过无数次技术和实际论证，改善铸件的生产工艺，以求达到更高的质量标准和要求，第一，对大型件使用外冷铁以及冒口使其形成较好的温度梯度；第二，利用实样模型，以及树脂砂工艺制作砂芯、外模来保证铸件尺寸的准确度，减少铸件的砂眼以及裂纹和气孔等缺陷现象；第三，利用电弧炉和精炼措施综合生产安排，一起浇注，提高操作侧机架的冶炼标准，杜绝浇注不均匀而发生的缺陷；第四，加长改造操作侧机架，达到操作侧机架进行生产过程中的各种要求，保障了操作侧机架铸造技术的稳定性以及科学合理性。

1 铸造工艺问题的特点所有铸件在生产过程中都可能产生缺陷。

它的出现将直接降低铸件成品率，增加铸造生产成本。

因此铸造工艺问题通常都表现为铸件的缺陷问题，解决铸造工艺的问题即消除或减少铸造缺陷及其不利的影响。

铸造工艺问题具有如下特点。

1.1 系统性铸造工艺问题本质上是矛盾的存在。

根本原因是问题出现的直接矛盾，该原因的作用又是几个次级原因共同作用的成果，而次级原因是问题出现的间接矛盾，每个次级原因也会受到一个或多个因素的影响。

根本原因与次级原因之间或直接矛盾与间接矛盾之间，以及次级原因或直接矛盾与影响因素之间，均以因果关系相连，构成一个呈树枝状的有机全体即体系。

2 铸造技能优化目前常用的铸造技能优化办法均为面向参数及依据经验的办法，无处理矛盾的能力。

铸钢件壳型铸造工艺优化改进杨伟;徐伟;陈海军;向文艺【摘要】介绍了采用壳型铸造工艺生产复杂结构汽车铸钢件的过程中存在的橘皮、粘砂等问题,在不增加辅料、人工等生产成本前提下,通过覆膜砂耐火度提高、砂壳过程质量控制、稳流式(搭接式)浇注系统的应用、浇注温度降低四个方面改善产品表面质量,消除了壳型碳钢件表面粘砂、橘皮等缺陷,最终实现壳型碳钢产品的稳定、高效生产.【期刊名称】《铸造设备与工艺》【年(卷),期】2019(000)001【总页数】5页(P18-21,28)【关键词】壳型铸造;粘砂;橘皮【作者】杨伟;徐伟;陈海军;向文艺【作者单位】东风精密铸造有限公司,湖北十堰442714;东风精密铸造有限公司,湖北十堰442714;东风精密铸造有限公司,湖北十堰442714;东风精密铸造有限公司,湖北十堰442714【正文语种】中文【中图分类】TG245壳型铸造是利用覆膜砂（一种遇热固化的树脂砂）作为原材料，将模具加热到一定温度，通过射砂、保温使覆膜砂固化、成型，形成一定厚度的壳型，将上下壳型使用黏结剂粘结在一起，形成完整的型腔用于浇注成型铸件。

壳型铸造具有设备投资少、生产效率高、周期短、制造成本低，生产现场粉尘少、噪音小、对环境污染小，生产的铸件表面光洁度高、尺寸、工艺性能稳定等特点，现已广泛应用于汽车、摩托车、工程机械等行业，并取得了良好的经济效益和社会效益。

本文着重对壳型铸钢工艺开发过程中的粘砂、橘皮问题进行分析并提出解决方案。

图1 某商用车前下防护浇冒口系统及缺陷图2 某商用车横梁底座浇冒口系统及缺陷1 背景介绍东风精铸自引进壳型工艺以来，已初步实现壳型铸铁工艺的稳定、高效生产，但在生产铸钢件时发现铸件表面橘皮、粘砂（图1、图2）现象尤为严重，表面质量较差，不良品中橘皮、粘砂占比高达50%左右，严重降低了铸件的清理效率及产品品质。

1.1 原生产工艺简介图1、图2所示为公司生产部分铸钢产品工艺方案，采用覆膜砂壳型铸造工艺，一型两件，叠箱两层，采用双工位翻转射砂机制壳，制型参数如表 1所示。

大型铸钢件铸造工艺技术2.1大型铸钢件造型用砂铸钢件尤其是大型铸钢件大都采用自硬砂地面造型。

大型铸钢件通常具有厚大断面和高的金属静压头、浇注时间较长，加上铸件凝固过程中金属液体与砂型之间的热作用、机械作用、化学反应非常强烈；铸件表面，尤其在砂芯或砂型凹陷及转角处极易产生金属渗透粘砂，易造成铸件尺寸稳定性差和表面缺陷。

因而大型铸钢件对砂型的高温力学性能、型砂材料的抗粘砂能力要求非常高。

目前国内重机行业用于大型铸钢件的造型用砂主要有水玻璃砂(CO2吹气硬化和有机醋自硬化)、树脂自硬砂〔峡喃树脂自硬砂、碱酚醛树脂自硬砂)。

国内一些主要大型铸件生产企业已逐步完成使用自硬砂铸造工艺的技术改造。

大型铸钢件的面砂一般采用铬铁矿砂等特种砂，这些原砂比硅砂的价格高出很多。

因此，对于旧砂再生系统中铬铁矿砂与石英砂的分离技术也是一项合理利用资源及降低成本的关键性技术。

2.2 铬铁矿砂在造型中的应用2.2.1铬铁矿呋喃树脂砂面砂应用实例(见表2—1)2.2.2 铬铁矿砂成份及选择铬铁矿砂属于铬尖晶石。

一般以（FeMg ）O ·（CrAlFe ）2O 3形式存在，其中杂质主要为CaO 、MnO 、SiO 2、TiO 2等金属氧化物和碳酸盐化合物。

铬铁矿砂的比重为（4.4～4.5）kg/cm 3,堆积比重为（2.0～2.7）kg/cm 3,耐火度为2000±25℃，熔融触点2040℃。

铬铁矿砂的选择主要依据需要配制的型（芯）砂后的工艺参数、铸件质量以及旧砂再生回收率的高低来不断摸索确定。

铬铁矿砂的化学成分及质量分数（%）见表2—1。

2.2.2.1 酸耗值我们在采用呋喃树脂砂工艺时其催（固）化剂为磺酸、苯磺酸之类酸性固化剂硬化，要求原砂呈中性，如存在诸如滑石粉的碱性化合物，固化剂的消耗必然要加大，从而砂型固化慢甚至不能硬化。

固对铬铁矿砂的酸耗值要低，因为酸耗值高的（碱性）铬铁矿砂，即使增加再多树脂及固化剂，也不易硬化，即使硬化砂型的最终强度也会很低。

大型铸件造型操作方法改善
要改善大型铸件的造型操作方法，可以考虑以下几点：
1. 确定合适的造型材料：选择适合大型铸件的造型材料，例如沙型铸造或石膏模具，以确保能够承受大型铸件的重量和压力。

2. 优化铸型设计：针对大型铸件的特点，进行铸型设计的优化。

考虑到铸型内部的复杂空间和形状，合理设计浇注系统和通风系统，以确保铸件内部能够充分填充并排除气体。

3. 使用模拟软件进行仿真：利用铸造模拟软件进行虚拟仿真，模拟大型铸件的流动、凝固和收缩等工艺过程。

通过模拟分析，可以及时发现潜在问题并对造型操作方法进行改进。

4. 引入机器设备：在大型铸件的造型过程中，引入适当的机器设备，如自动铸造机、机器人操作系统等。

这样可以提高生产效率、减少人为操作的出错概率，并且能够适应大型铸件的重量和尺寸要求。

5. 建立标准化操作流程：制定铸造标准和操作流程，明确各个步骤的要求和标准。

对每个步骤进行严格控制，确保操作的准确性和一致性。

6. 加强员工培训：提高操作人员的技术水平和职业素养，加强培训，使操作人
员熟练掌握大型铸件的造型操作方法和技巧，提高工作效率和质量。

7. 定期检查和维护设备：定期对造型设备进行检查和维护，确保其正常运行和准确度。

及时修复设备故障，预防事故发生，并保持造型操作的稳定性和可靠性。

总之，改善大型铸件的造型操作方法需要从多个方面进行考虑，包括材料选择、设计优化、仿真模拟、设备引入、操作流程标准化、员工培训和设备维护等，以提高工作效率和质量。

铸造工艺设计模拟优化CASTsoft在核屏蔽箱体铸钢件的生产应用市沙湾长兴铸钢有限责任公司（614900）罗建君北方恒利科技发展（100089）宋彬摘要：本文介绍北方恒利科技开发的铸造工艺设计及模拟优化CASTsoft CAD/CAE在核屏敝箱体铸钢件工艺设计及优化方面的应用，同时介绍了水玻璃七0砂型(石灰石水玻璃砂型)在核屏敝箱体铸钢件上的应用；证明了用先进的科学技术，合理的铸造工艺，控制生产关健环节，采用铬铁矿砂作坭芯面砂能生产出要求较高的探伤核屏敝铸钢件。

关键词：铸造工艺设计 CASTsoft 铸造工艺模拟浇注温度工艺优化核屏蔽铸钢件水玻璃七0砂型漂珠保温冒口套The casting process simulation and optimization CASTsoft in the nuclear shielding box of steelcasting production applicationsLeshan City, Sandy Bay, Changxing Cast Steel Co., Ltd.（614900）Luo JianjunBeijing North Fangheng Li Technology Development Co., Ltd. (100089) Song Bin Abstract ：This article describes the casting process design and simulation and optimization of Beijing North the Hengli Technology Co., Ltd. developed CASTsoft CAD / CAE in the design and optimization of the nuclear shielding box for Steel Casting, also introduced water glass 70 sand (limestone water glass sand) on the nuclear shielding box steel castings; proved that advanced science and technology, casting process, production of key aspects of the use of chromite sand Cement core surface sand can produce higherflaw nuclear shielding steel castings.Keywords:Casting Process Design CASTsoft Casting process simulation Pouring temperature Process optimization Nuclear shielding of steel castings Floating Beadsriser一、前言目前，在川多数铸造企业采用传统水玻璃七0砂型(石灰石水玻璃砂型)工艺进行铸件生产。

高速钢轧辊铸造工艺的优化
高速钢轧辊铸造工艺的优化可以从以下几个方面进行考虑：
1. 材料选择优化：选择合适的高速钢材料，要考虑材料的热稳定性、抗疲劳性、耐磨性等性能，可以通过合金化改善材料的性能。

2. 铸件结构设计优化：优化轧辊的结构设计，要考虑轧辊的受力情况，合理确定轧辊的尺寸、形状和几何参数，提高轧辊的受力性能和使用寿命。

3. 铸造工艺优化：通过优化铸造工艺，可以改善轧辊的内部组织结构和力学性能。

可以采用定向凝固或真空冶炼等先进的铸造技术，减少缺陷和夹杂物，提高轧辊的性能。

4. 热处理工艺优化：采用合适的热处理工艺，可以改善轧辊的组织结构和性能。

可以通过正火、淬火、回火等热处理方式，调整轧辊的硬度、韧性和强度，提高轧辊的使用寿命。

5. 表面处理优化：对轧辊进行适当的表面处理，如抛丸清理、镀铬、氮化等，可以提高轧辊的防腐蚀性能和表面硬度，延长轧辊的使用寿命。

通过对高速钢轧辊铸造工艺的优化，可以提高轧辊的性能和使用寿命，降低生产成本，并提高生产效率。

大型轴承座砂型铸造工艺设计及优化铸造，就像一场精心编排的舞蹈，而大型轴承座砂型铸造工艺，则是这场舞蹈中的重头戏。

要想把这出戏唱好，可得下一番功夫。

咱先来说说这工艺设计。

就好比盖房子，得先有个靠谱的图纸，这砂型铸造工艺设计就是那图纸。

设计之前，得把大型轴承座的各种要求摸得透透的，尺寸、形状、材质，一个都不能马虎。

这要求咱们像侦探一样，不放过任何一个细节。

比如说，对于形状复杂的部位，咱得琢磨怎么让砂型能完美贴合，就像给宝贝穿上合身的衣服，紧了不行，松了也不行。

要是设计不好，那铸出来的东西不就成了歪瓜裂枣？再来看看砂型的材料选择。

这可不能随便抓一把沙子就了事，得选那种颗粒大小均匀、透气性好、耐火性强的。

这就好比做饭选食材，新鲜优质的才能做出美味佳肴。

模具的制作也是关键的一环。

模具就像是一个模子，铸出来的东西好不好，全看它了。

制作模具的时候，精度得高，表面得光滑，不能有一点儿瑕疵。

这就像雕刻一件艺术品，每一刀都得小心翼翼。

还有浇注系统的设计，这可是个技术活。

浇注的速度、温度、流量都得控制好，不然就像洪水猛兽，把整个铸造过程都给搅乱了。

说完了设计，咱们再聊聊优化。

优化是什么？就像是给一件已经不错的东西再锦上添花。

比如说，通过改进工艺参数，提高铸件的质量和成品率。

这就好比运动员不断调整自己的训练方法，让自己的成绩越来越好。

再比如，优化砂型的结构，让它更容易脱模，减少废品率。

这就像给一扇门加上润滑油，开关起来更顺畅。

对铸造过程中的缺陷进行分析和改进，也是优化的重要内容。

发现了裂缝、气孔这些毛病，就得赶紧找出原因，对症下药。

这跟人生病了去看医生是一个道理，早发现早治疗。

总之，大型轴承座砂型铸造工艺设计及优化可不是一件简单的事儿，需要我们用心去琢磨，不断去尝试和改进。

只有这样，才能铸出完美的大型轴承座，让它在各种机械设备中发挥出巨大的作用。

您说是不是这个理儿？。