论文部分内容阅读
湿型粘土砂铸钢工艺具有生产效率高、成本低、可连续生产、易实现机械化自动化等优点；但湿型粘土砂铸钢工艺生产，存在型砂的原材料要求较高，型砂性能受环境影响大，难于精确控制，铸钢件易产生气孔、夹砂、裂纹铸造缺陷等技术难题。因此，为了保证生产出合格铸件，需对生产过程中的每个环节进行细致的分析、严格的控制。即：在保证原材料质量基础上，综合考虑环境因素，研制合理的型砂配方与混制工艺；采用先进的铸造模拟软件对工艺方案进行模拟优化，最大限度地降低缺陷产生倾向；对生产中产生的各类铸造缺陷进行宏观和微观分析，提出有效的解决方案。本文研究以湿型粘土砂工艺低成本生产高质量铸钢件为目标，具有较大的理论与实际意义。本文基于系统的型砂试验研究，提出了满足铸钢件生产要求的面砂、背砂的型砂配方。优化的面砂配方为“100%晋江砂+（8.0-8.5%）膨润土+（0.3-0.5%）淀粉类添加剂+（3.0-3.6%）水”，能够达到的型砂性能为紧实率51-54%、透气性440-450、湿压强度85-95kPa、热湿拉强度4.1-4.5kPa、破碎指数70-72%、表面稳定性97-97.5%。优化的背砂配方为“100%回用旧砂+（0.2-0.3%）膨润土+（0.1-0.3%）添加剂+（3.3-3.6%）水”，能够达到的型砂性能为紧实率55-60%、透气性200-210、湿压强度90-95kPa、热湿拉强度3.8-4.5kPa、破碎指数72-75%、表面稳定性97.5-98%。面砂、背砂的砂型配方均通过工厂批量生产验证。利用合作工厂购买的Procast铸造模拟软件，对典型的17型车钩钩体、16型车钩钩舌等铁路铸钢件原工艺方案进行了模拟分析，预测到了产生冲蚀、夹渣、粘砂、气孔、缩松缩孔、热裂纹等铸造缺陷部位，通过优化提出了改进工艺方案。改进工艺的模拟结果显示，各类缺陷出现概率大大降低，工艺设计更加合理，改进工艺方案已作为产品试制与生产的工艺方案。产品试制生产过程中，试制产品的主要铸造缺陷是裂纹。本文详细分析了缺陷的类别及特征，缺陷产生的原因，并从多个角度提出了铸造缺陷解决方案。由本文提出的最终铸造工艺方案生产的车钩钩体、钩舌铸件通过了各级鉴定，质量检测项目均满足标准要求，工厂具备17型车钩钩体、16型车钩钩舌批量生产能力。批量生产的钩体、钩舌产品无明显表面缺陷，存在的部分裂纹缺陷在可加工处理控制的范围内，批量生产运行有效。本论文较好地完成了研究目标及任务。