一種柴油機(jī)中間體鑄件制造工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種柴油機(jī)中間體鑄件制造工藝；其特征在于：其基本過(guò)程如下：鑄造工藝設(shè)計(jì)、模具制作、合型、熔煉、澆注、開箱、落砂、鏟砂、切割冒口、補(bǔ)貼、粗清理、噴、拋丸、荒加工、全面MT+UT、缺陷修補(bǔ)、熱處理、噴、拋丸、粗加工、船級(jí)社檢驗(yàn)、最終檢驗(yàn)。通過(guò)PROCAST鑄造工藝模擬模軟件進(jìn)行模擬計(jì)算，依據(jù)模擬結(jié)果進(jìn)行了鑄造工藝優(yōu)化，確保鑄件內(nèi)部質(zhì)量滿足技術(shù)要求；完成了熔煉工藝、焊接和熱處理工藝，粗加工工藝編制及檢驗(yàn)路線的研發(fā)工作等。
【專利說(shuō)明】一種柴油機(jī)中間體鑄件制造工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鑄造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體來(lái)講是一種柴油機(jī)中間體鑄件制造工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]柴油機(jī)鑄鋼中間體是船用低速大功率柴油機(jī)的關(guān)鍵部件之一。中間體貫穿螺栓孔屬于細(xì)長(zhǎng)孔，細(xì)長(zhǎng)孔鑄造一直是鑄造生產(chǎn)的一個(gè)難題?，F(xiàn)有的鑄造方法，其方法是采用厚壁無(wú)縫鋼管制成水冷芯骨，鑄型澆注時(shí)或澆注后通過(guò)水冷芯骨通水冷卻。不足之處是:水資源浪費(fèi)嚴(yán)重，增加了成本。
[0003]中間體壁厚相差較大，鑄件在凝固過(guò)程中產(chǎn)生較大的收縮應(yīng)力，容易產(chǎn)生熱裂紋，特別是在貫穿螺栓管兩側(cè)圓弧過(guò)渡處，即貫穿螺栓管與焊接板圓弧連接處和貫穿螺栓管與中間腹板圓弧連接處，產(chǎn)生較嚴(yán)重的熱裂紋。現(xiàn)有技術(shù)是加大該處圓角，控制鋼水澆注溫度和提高砂型整體退讓性來(lái)減小收縮應(yīng)力，減少裂紋的產(chǎn)生。但由于該處是熱節(jié)部位，凝固較晚，如果得不到鋼水的補(bǔ)縮，在中心部位產(chǎn)生縮孔、縮松，形成裂紋源；另一方面，該處由于應(yīng)力集中，很容易產(chǎn)生熱裂紋?，F(xiàn)有技術(shù)并不能完全消除該處的裂紋，只有采取磁粉探傷并清除該處缺陷后，通過(guò)焊補(bǔ)來(lái)完全消除裂紋。
[0004]零件為柴油機(jī)關(guān)重件，要求高，難度大，具體難點(diǎn)如下:
1)化學(xué)成分可控范圍窄(相對(duì)于國(guó)標(biāo)和機(jī)械不標(biāo)準(zhǔn))，含C量范圍控制在0.05%以內(nèi)，含Si量范圍控制在0.10%,含Mn量范圍控制在0.16%,對(duì)殘余元素的控制超出了國(guó)標(biāo)要求,增加了 Mo、Nb等元素，同時(shí)還要通過(guò)計(jì)算碳當(dāng)量來(lái)評(píng)價(jià)材料的焊接性能；
2)鑄件性能要求高，中間體的材料牌號(hào)為S17F，其成分相對(duì)于(GB/T11325-89)，性能要求達(dá)到ZG230-450，即15鋼的化學(xué)成分達(dá)到25鋼的性能；
3)探傷標(biāo)準(zhǔn)高，本體需要做磁粉探傷和超聲探傷，必須滿足技術(shù)文件對(duì)不同部位的不同的探傷等級(jí)要求；
4)熱處理難度大，鑄件壁厚，鑄態(tài)容易出現(xiàn)且消除難，容易產(chǎn)生晶粒粗大，組織不均勻難點(diǎn)，同時(shí)這也會(huì)為后續(xù)的探傷工作帶來(lái)了一定的難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于在此提供一種柴油機(jī)中間體鑄件制造工藝。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，構(gòu)造一種柴油機(jī)中間體鑄件制造工藝；其特征在于:其基本過(guò)程如下:
1)鑄造工藝設(shè)計(jì):通過(guò)鑄造工藝仿真軟件ProCast，進(jìn)行了低速柴油機(jī)軸承座(中間體)成形工藝設(shè)計(jì)及優(yōu)化工作；
2)模具制作:按鑄造工藝圖制作模樣、芯盒、檢查模樣、芯盒的結(jié)構(gòu)及尺寸 造型造型、制芯按鑄造工藝圖制作砂型及砂芯；
3)合型:檢查砂型砂芯尺寸、檢查本體試塊數(shù)量，確保型腔清潔，尺寸準(zhǔn)確性；
4)熔煉:采用電弧爐氧化法熔煉，用快速測(cè)溫儀測(cè)量爐內(nèi)鋼水溫度；
5)澆注:出爐溫度1600°C?1620°C，包內(nèi)吹氬，澆注溫度1530°C?1560°C，氬氣保護(hù)澆注；前期對(duì)準(zhǔn)緩慢澆注，之后快速澆注，上冒口后緩慢澆注，在砂型中緩慢冷卻；
6)開箱:嚴(yán)格按操作規(guī)程開箱，確保鑄坯不因開箱溫度控制不當(dāng)造成的裂紋、縮水等鑄造缺陷的發(fā)生并且不能損傷鑄件本體；
7)落砂:保溫60小時(shí)，落箱溫度小于300°C，用表面溫度計(jì)進(jìn)行確認(rèn)；
8)鏟砂:確保表面光潔度，嚴(yán)防鏟痕、鏟傷；
9)切割冒口、補(bǔ)貼:采用氣割方法去除冒口，澆道、披縫及補(bǔ)貼，本體試樣可部分切離鑄
件;
10)粗清理:去除多余金屬和粘砂；
11)噴、拋丸:確保表面光潔度達(dá)到顧客需要；
12)荒加工:確保表面光潔度滿足UT+MT檢驗(yàn)要求；
13)全面MT+UT:進(jìn)行檢驗(yàn)，認(rèn)真做好無(wú)損檢測(cè)記錄；
14)缺陷修補(bǔ):進(jìn)行修復(fù)，依據(jù)無(wú)損檢測(cè)記錄，對(duì)一些允許的缺陷進(jìn)行修復(fù)。
[0006]15)熱處理:加熱速度:≤800C /h ;保溫:550~620°C;保溫時(shí)間:至少6小時(shí)；冷卻速度:爐冷≤75°C /h ;降至≤300°C出爐；
16)噴、拋丸:對(duì)鑄件進(jìn)行拋丸處理，使鑄件表面達(dá)到無(wú)損檢測(cè)要求；
17)粗加工:按圖紙進(jìn)行粗加工；
18)船級(jí)社檢驗(yàn):依據(jù)產(chǎn)品驗(yàn)收技術(shù)協(xié)議，邀請(qǐng)相關(guān)船級(jí)社驗(yàn)船師對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)； 19)最終檢驗(yàn):顧客最終驗(yàn)收。
[0007]多年來(lái)，我國(guó)船用低速柴油機(jī)軸承座(中間體)主要依賴進(jìn)口，國(guó)內(nèi)僅有的一兩家生產(chǎn)廠家也只是僅僅基本滿足自給自足，近年來(lái)國(guó)內(nèi)船用柴油機(jī)整機(jī)生產(chǎn)廠家劇增。引進(jìn)了世界一流的鑄造工藝仿真軟件ProCast，進(jìn)行了低速柴油機(jī)軸承座(中間體)成形工藝設(shè)計(jì)及優(yōu)化工作，有效的提高了產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)縮短了試制周期，節(jié)約了生產(chǎn)成本，更為船用復(fù)雜鑄鋼件的生產(chǎn)打下了基礎(chǔ)。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:通過(guò)PROCAST鑄造工藝模擬模軟件進(jìn)行模擬計(jì)算，依據(jù)模擬結(jié)果進(jìn)行了鑄造工藝優(yōu)化，確保鑄件內(nèi)部質(zhì)量滿足技術(shù)要求；完成了熔煉工藝、焊接和熱處理工藝，粗加工工藝編制及檢驗(yàn)路線的研發(fā)工作等，并明確了各工序中的關(guān)鍵控制要點(diǎn)和控制措施。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面將對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0010]一種柴油機(jī)中間體鑄件制造工藝；其基本過(guò)程如下:
I)鑄造工藝設(shè)計(jì):引進(jìn)了世界一流的鑄造工藝仿真軟件ProCast，進(jìn)行了低速柴油機(jī)軸承座(中間體)成形工藝設(shè)計(jì)及優(yōu)化工作，有效的提高了產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)縮短了試制周期，節(jié)約了生產(chǎn)成本，更為船用復(fù)雜鑄鋼件的生產(chǎn)打下了基礎(chǔ)。
[0011]2)模具制作:按鑄造工藝圖制作模樣、芯盒、檢查模樣、芯盒的結(jié)構(gòu)及尺寸 造型造型、制芯按鑄造工藝圖制作砂型及砂芯。[0012]3)合型:檢查砂型砂芯尺寸、檢查本體試塊數(shù)量，確保型腔清潔，尺寸準(zhǔn)確性。
[0013]4)熔煉:采用電弧爐氧化法熔煉，用快速測(cè)溫儀測(cè)量爐內(nèi)鋼水溫度；
5)澆注:出爐溫度1600°C?1620°C，包內(nèi)吹氬，澆注溫度1530°C?1560°C，氬氣保護(hù)澆注；前期對(duì)準(zhǔn)緩慢澆注，之后快速澆注，上冒口后緩慢澆注，在砂型中緩慢冷卻；
6)開箱:嚴(yán)格按操作規(guī)程開箱，確保鑄坯不因開箱溫度控制不當(dāng)造成的裂紋、縮水等鑄造缺陷的發(fā)生并且不能損傷鑄件本體。
[0014]7)落砂:保溫60小時(shí)(落箱溫度小于300°C，用表面溫度計(jì)進(jìn)行確認(rèn))
8)鏟砂:確保表面光潔度，嚴(yán)防鏟痕、鏟傷。
[0015]9)切割冒口、補(bǔ)貼:采用氣割方法去除冒口，澆道、披縫及補(bǔ)貼等，本體試樣可部分切離鑄件。
[0016]10)粗清理:去除多余金屬和粘砂。
[0017]11)噴、拋丸:確保表面光潔度達(dá)到顧客需要。
[0018]12)荒加工:確保表面光潔度滿足UT+MT檢驗(yàn)要求。
[0019]13)全面MT+UT:進(jìn)行檢驗(yàn),認(rèn)真做好無(wú)損檢測(cè)記錄。
[0020]14)缺陷修補(bǔ):進(jìn)行修復(fù)，依據(jù)無(wú)損檢測(cè)記錄，對(duì)一些允許的缺陷進(jìn)行修復(fù)。
[0021]15)熱處理:加熱速度:< 800C /h ;保溫:550?620°C;保溫時(shí)間:至少6小時(shí)；冷卻速度:爐冷< 75°C /h ;降至< 300°C出爐
16)噴、拋丸:對(duì)鑄件進(jìn)行拋丸處理，使鑄件表面達(dá)到無(wú)損檢測(cè)要求。
[0022]17)粗加工:按圖紙進(jìn)行粗加工。
[0023]18)船級(jí)社檢驗(yàn):依據(jù)產(chǎn)品驗(yàn)收技術(shù)協(xié)議，邀請(qǐng)相關(guān)船級(jí)社驗(yàn)船師對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)。
[0024]19)最終檢驗(yàn):顧客最終驗(yàn)收。
[0025]對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種柴油機(jī)中間體鑄件制造工藝；其特征在于:其基本過(guò)程如下: 步驟I)鑄造工藝設(shè)計(jì):通過(guò)鑄造工藝仿真軟件ProCast，進(jìn)行了低速柴油機(jī)軸承座(中間體)成形工藝設(shè)計(jì)及優(yōu)化工作； 步驟2)模具制作:按鑄造工藝圖制作模樣、芯盒、檢查模樣、芯盒的結(jié)構(gòu)及尺寸造型、制芯按鑄造工藝圖制作砂型及砂芯； 步驟3)合型:檢查砂型砂芯尺寸、檢查本體試塊數(shù)量，確保型腔清潔，尺寸準(zhǔn)確性； 步驟4)熔煉:采用電弧爐氧化法熔煉，用快速測(cè)溫儀測(cè)量爐內(nèi)鋼水溫度； 步驟5)澆注:出爐溫度1600°C-1620°C，包內(nèi)吹氬，澆注溫度1530°C-1560°C，氬氣保護(hù)澆注；前期對(duì)準(zhǔn)緩慢澆注，之后快速澆注，上冒口后緩慢澆注，在砂型中緩慢冷卻； 步驟6)開箱:嚴(yán)格按操作規(guī)程開箱，確保鑄坯不因開箱溫度控制不當(dāng)造成的裂紋、縮水等鑄造缺陷的發(fā)生并且不能損傷鑄件本體； 步驟7)落砂:保溫60小時(shí)，落箱溫度小于300°C，用表面溫度計(jì)進(jìn)行確認(rèn)； 步驟8)鏟砂:確保表面光潔度，嚴(yán)防鏟痕、鏟傷； 步驟9)切割冒口、補(bǔ)貼:采用氣割方法去除冒口，澆道、披縫及補(bǔ)貼，本體試樣可部分切離鑄件； 步驟10)粗清理:去除多余金屬和粘砂； 步驟11)噴、拋丸:確保表面光潔度達(dá)到需要； 步驟12)荒加工:確保表面光潔度滿足UT+MT檢驗(yàn)要求； 步驟13)全面MT+UT:進(jìn)行檢驗(yàn)，做好無(wú)損檢測(cè)記錄； 步驟14)缺陷修補(bǔ):進(jìn)行修復(fù)，依據(jù)無(wú)損檢測(cè)記錄，對(duì)一些允許的缺陷進(jìn)行修復(fù)； 步驟15)熱處理:加熱速度 800C /h ;保溫:550-620°C ;保溫時(shí)間:至少6小時(shí)；冷卻速度:爐冷< 75°C /h ;降至< 300°C出爐； 步驟16)噴、拋丸:對(duì)鑄件進(jìn)行拋丸處理，使鑄件表面達(dá)到無(wú)損檢測(cè)要求； 步驟17)進(jìn)行粗加工； 步驟18)進(jìn)行檢驗(yàn)。
【文檔編號(hào)】B22C9/02GK103447462SQ201310413692
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月12日
【發(fā)明者】汪長(zhǎng)安, 王曉林, 孫剛, 母青松 申請(qǐng)人:四川四方鑄造有限責(zé)任公司