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球鐵分享,看美國工程師怎樣改善鑄件質量和內核設計
發布時間:
2016-04-29 00:00
來源:
美國鑄鋼協會、全球鑄造聯盟
約翰迪爾加入尼桑鑄造(坎塔布里亞,位于西班牙)這個龐大的球墨鑄鐵家族,已經有些年了。今天要解決的鑄造是一個關鍵組成部分用于履帶式液壓驅動列車,這仍然屬于土木工程機械。
“T239237”系統是一個傳輸系統的一部分由約翰迪爾在赫塔菲,接近馬德里。這是工廠的核心產品,是一種日產坎塔布里亞的關鍵鑄件生產這個項目。
鑄造(239237T)也被稱為“眼淚”,由于它的形狀,是臭名昭著的鑄造中,主要是因為之前與孔隙度相關的問題。即使有一個“批準讓步”,許多鑄件仍然拒絕由于孔隙度顯示在加工過程中,因為這會大大降低生產率和為客戶服務的效率。多年來許多試圖解決氣孔問題,與變化的控制和供給系統。這些最初的嘗試通常是失敗的,此次鑄造的實驗開始不辜負它的名字——“撕裂”。
在基本條款,鑄造的問題是由于制圖方面,相對較高的重量和材料規范(數次500- 7)。
鑄件幾何(圖1 & 2)突出重要截面厚度的變化,產生兩種不同的冷卻和凝固卷。這讓內圈完全孤立,難以改善,導致總孔隙度的缺陷。
孔隙缺陷總是位于鑄造的中心部分,如圖3和4所示。
鑄造與幾個工藝參數進行了試驗,消除存在的問題:
· 化學分析
· 澆注溫度
· 調整冶金
· 供料系統修改
以上完全解決了這一問題,所以工廠決定使用一個寒冷的內面鑄造、缺陷轉移到一個更可接受的位置。
不同的設計方法進行了研究,其目的在于將發冷鑄件的內在和外在部分,探討影響冷卻。 (圖5、6)
甚至使用發冷、所需的質量標準不能持續,最終加工后的廢料水平近2.5%——這仍然是無法接受的,由于加工廢料的高成本。
另一個問題與制冷機的使用是如何消除鑄造后內核過冷。最初,鑄造必須使用手動系統去除寒冷,見圖7。這種做法是昂貴和困難的,從安全角度來說也不滿意。隨后,液壓機使用(圖8),這提高了安全方面但創建一組不同的問題的風險標記下的鑄件表面深度加工余量。即使應用涂層發冷,小缺陷發生給了缺陷鑄件的加工區域。
生產鑄造發冷也是一個問題,這些必須內部和在許多情況下是不可能重視它們。
2009年約翰迪爾提出改變鑄件的設計。 這是一個小型鑄件的幾何形狀的變化,但所需的時間不符的過程,提出了為與一個機會建立一個日產的新方法的建議。
日產坎塔布里亞之間建立了一個聯合項目,為西班牙,目的是解決現有的收縮問題,提高鑄件的質量和一致性。
工作開始凝固,模具充填研究使用MAGMASOFT?。有兩個明確的目標:
1. 消除使用發冷
2.評估的使用高度放熱FEEDEX現貨供料器(現在可以應用由于鑄件設計修改)
選擇的選項是飼料的外部輪廓鑄造KALMINEX* 2000 zp 9/12 K套管;同時使用FEEDEXVSK770/33 MH套筒(模數4.2厘米)給內部鑄造的一部分。這種喂給了鑄造幾個優點的結合,高產量,改善成型性能和一個非常小的接觸面積與鑄造(導致后續減少鑄件清理時間)。
除了改善喂養系統設計、核心制造30%的鉻鐵礦砂在型芯砂混合改善在凝固過程中溫度梯度。因此,核心是疲軟的過冷,減少過熱效應在中央鑄造的一部分。 (圖9和圖10)
基于MAGMASOFT模擬預測,它是決定生產的一系列測試鑄件來確認是否收縮問題得到解決。
測試的結果,從一開始,非常有前途的技術,內部缺陷的鑄件完全明顯和清晰(圖11)。
這個項目的結果非常令人滿意的日產鑄造和客戶約翰迪爾。日產的一個重要和昂貴的廢問題已經解決,隨著缺陷后才發現最終的加工過程。重要的是,這個問題一直沒有解決整體鑄造成本的增加。使用FEEDEX K點喂養技術已經大大改善了鑄件產量,降低鑄件清理成本,消除了傳統發冷的必要性。與廢料百分比現在運行在一個非常低的水平,這個項目展示了伙伴關系日產坎塔布里亞的有效性,為西班牙。
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