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[摘 要]介绍了高铬耐磨铸铁制作衬板的铸造工艺，通过工艺改进、热处理等方案解决变形缺陷，生产出的铸件满足了用户要求。
[关键词]高铬耐磨铸铁；衬板；大平面；变形
中图分类号：S609 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）16-0216-01
衬板是船用泵过流部件之一，在使用过程中，由于磨损部位集中，分布较窄，对材料耐磨性能要求较高，为此在材质上我们选择高铬耐磨铸铁。该件结构简单，但是具有典型的环形大平面结构。
1 产品特点
零件重580kg，外圆轮廓尺寸Φ2700mm，壁厚40mm，内径Φ2250mm，是典型的环形大平面薄壁零件。
2 铸造工艺分析
本衬板为木质模样，手工树脂砂造型，3t中频感应电炉熔炼。由于结构简单，起模方便，模样完全位于下型。高铬白口耐磨铸铁硬度非常高，加工困难，所以加工量应留小一些，但考虑到铸件可能会产生变形，铸件径向尺寸比较大，一旦出现无加工量而报废，造成的损失也会比较大，所以要综合考虑反变形量，加工量大小。另外冒口、浇口的设计也非常关键。
2.1 反变形量与加工量
考虑到此件為平板类铸件，由于冷却速度不均匀，为了解决挠曲变形问题，在制造模样时，按铸件可能产生变形的相反方向留出反变形量[1]。依据经验，并查阅相关手册，确定反变形量5mm。参照《铸件尺寸公差和机械加工余量》标准，并结合本公司实际生产经验，确定外圆加工量20mm，平面单侧加工量12mm。
2.2 冒口设计
高铬耐磨铸铁的铸造工艺，应结合铸钢和铸铁的的特点，冒口尺寸按碳钢设计，浇注系统可按灰铸铁计算[2]。为保证冒口补缩效率，我们选择了缩径式发热冒口，依据冒口设计原理和以往生产经验，铸件放4只冒口，均布于铸件上平面，冒口径Φ75mm，冒口直径Φ150mm，高280mm，浇注完成后，及时在冒口顶面撒发热覆盖剂。
2.3 浇注系统设计
依据以往经验，浇注系统采用封闭-开放式浇注系统，即F杯>ΣF直<ΣF横<ΣF，内浇口开在铸件外圆，为避免夹砂、夹渣缺陷，我们采用陶瓷成型浇口，内浇口截面尺寸15*60（单位：mm），共10道，横浇道截面尺寸95*80（单位：mm），内浇口均匀分布在外圈1/2圆周上，直浇道采用陶瓷管，直径Φ90mm，选用闸门式池形浇口杯，铸造工艺简图如图1所示。
根据上述分析，制订了详细的工艺参数，拔模斜度1.5度，铸件收缩率2.1%，浇注温度1390-1410℃，为避免浇注时长时间烘烤大平面，采用倾斜浇注，倾斜角15度，浇注后2天开箱。
3 工艺实施及效果
第一批次共生产4件，开箱清理后发现，铸件平面全部发生挠曲变形，变形量22-25mm，已经超过预留反变形量与加工量。经过分析认为：主要是浇注后铸件温度场分布不均，冷却不同步造成的，铸件冷却缓慢的一侧受拉应力而内凹。为此我们修改了铸造工艺，由原来单包浇注，改为双包浇注，内浇口增加10道，几乎遍布于铸件整个外圈，使铸件温度场分布趋于均匀。
工艺改进之后，生产了12件，质量稳定，挠曲变形量在4-6mm，符合尺寸要求。对于已经发生挠曲变形的4件衬板。我们通过热处理减少了变形量，具体操作为：先将退火窑底部支平，再码放4件衬板，衬板之间用耐火砖隔开，最上边压重物，随其它铸件900℃退火。出窑冷却后，测量铸件变形量已经减少到5-8mm，在预留加工量范围内，挽回了废品损失。
4 结束语
对于径向尺寸较大的平板类铸件，除了要保证模样平整，没有变形外，合理设计浇注系统，确保温度场分布均匀是减少铸件变形量的关键。另外对于已经发生较大变形量的铸件，可通过热处理矫正。
参考文献
[1] 王文清，李魁胜.铸造工艺学[M]，机械工业出版社，1998.
[2] 陆文华，等.铸造合金及其熔炼[M].北京：机械工业出版社，2002.
[关键词]高铬耐磨铸铁；衬板；大平面；变形
中图分类号：S609 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）16-0216-01
衬板是船用泵过流部件之一，在使用过程中，由于磨损部位集中，分布较窄，对材料耐磨性能要求较高，为此在材质上我们选择高铬耐磨铸铁。该件结构简单，但是具有典型的环形大平面结构。
1 产品特点
零件重580kg，外圆轮廓尺寸Φ2700mm，壁厚40mm，内径Φ2250mm，是典型的环形大平面薄壁零件。
2 铸造工艺分析
本衬板为木质模样，手工树脂砂造型，3t中频感应电炉熔炼。由于结构简单，起模方便，模样完全位于下型。高铬白口耐磨铸铁硬度非常高，加工困难，所以加工量应留小一些，但考虑到铸件可能会产生变形，铸件径向尺寸比较大，一旦出现无加工量而报废，造成的损失也会比较大，所以要综合考虑反变形量，加工量大小。另外冒口、浇口的设计也非常关键。
2.1 反变形量与加工量
考虑到此件為平板类铸件，由于冷却速度不均匀，为了解决挠曲变形问题，在制造模样时，按铸件可能产生变形的相反方向留出反变形量[1]。依据经验，并查阅相关手册，确定反变形量5mm。参照《铸件尺寸公差和机械加工余量》标准，并结合本公司实际生产经验，确定外圆加工量20mm，平面单侧加工量12mm。
2.2 冒口设计
高铬耐磨铸铁的铸造工艺，应结合铸钢和铸铁的的特点，冒口尺寸按碳钢设计，浇注系统可按灰铸铁计算[2]。为保证冒口补缩效率，我们选择了缩径式发热冒口，依据冒口设计原理和以往生产经验，铸件放4只冒口，均布于铸件上平面，冒口径Φ75mm，冒口直径Φ150mm，高280mm，浇注完成后，及时在冒口顶面撒发热覆盖剂。
2.3 浇注系统设计
依据以往经验，浇注系统采用封闭-开放式浇注系统，即F杯>ΣF直<ΣF横<ΣF，内浇口开在铸件外圆，为避免夹砂、夹渣缺陷，我们采用陶瓷成型浇口，内浇口截面尺寸15*60（单位：mm），共10道，横浇道截面尺寸95*80（单位：mm），内浇口均匀分布在外圈1/2圆周上，直浇道采用陶瓷管，直径Φ90mm，选用闸门式池形浇口杯，铸造工艺简图如图1所示。
根据上述分析，制订了详细的工艺参数，拔模斜度1.5度，铸件收缩率2.1%，浇注温度1390-1410℃，为避免浇注时长时间烘烤大平面，采用倾斜浇注，倾斜角15度，浇注后2天开箱。
3 工艺实施及效果
第一批次共生产4件，开箱清理后发现，铸件平面全部发生挠曲变形，变形量22-25mm，已经超过预留反变形量与加工量。经过分析认为：主要是浇注后铸件温度场分布不均，冷却不同步造成的，铸件冷却缓慢的一侧受拉应力而内凹。为此我们修改了铸造工艺，由原来单包浇注，改为双包浇注，内浇口增加10道，几乎遍布于铸件整个外圈，使铸件温度场分布趋于均匀。
工艺改进之后，生产了12件，质量稳定，挠曲变形量在4-6mm，符合尺寸要求。对于已经发生挠曲变形的4件衬板。我们通过热处理减少了变形量，具体操作为：先将退火窑底部支平，再码放4件衬板，衬板之间用耐火砖隔开，最上边压重物，随其它铸件900℃退火。出窑冷却后，测量铸件变形量已经减少到5-8mm，在预留加工量范围内，挽回了废品损失。
4 结束语
对于径向尺寸较大的平板类铸件，除了要保证模样平整，没有变形外，合理设计浇注系统，确保温度场分布均匀是减少铸件变形量的关键。另外对于已经发生较大变形量的铸件，可通过热处理矫正。
参考文献
[1] 王文清，李魁胜.铸造工艺学[M]，机械工业出版社，1998.
[2] 陆文华，等.铸造合金及其熔炼[M].北京：机械工业出版社，2002.