年产1.5万吨电机铸件消失模铸造替代粘土砂铸造与加工生产线扩能技改项目实施计划方案 下载本文

6)具有减轻铸件重量约1/3的优势。

7)可以减小机加工余量,对某些零件甚至可以不加工。大大减少了机加工和投资。

8)与传统空腔铸造方法相比,模具投资下降。 9)完全消除了传统的落砂和出芯工序。 5.4.2 原辅料供应

铸造所需原料为高炉铁水及废钢,由周围的地区各小高炉厂家供给。生产铸件原料是必须经过严格挑选符合化学成分要求的废钢或铁水(本计划为合格高炉铁水),并准确地调整碳、硅等化学成分和严格控制铁水中硫含量及温度。电炉经过升温、成分调整后而得到合格的低磷的钢水,然后浇注铸件。

1:高炉铁水: 10500吨/年 2:废钢 4500吨/年 3:孕育剂 300吨/年 4:聚苯乙烯塑料 120吨/年 5:耐火材料 200吨/年 6:砂 14800吨/年 7:回炉铁 2000吨/年 5.4.3 生产工艺和主要设备 5.4.3.1 生产工艺流程

生产工艺流程:

5.4.3.2 工艺流程简述

铸造的主要原料为铁水、废钢,铁水通过铁水罐车运往铸钢水生产车间。由铁水罐进入电炉调整铁水成分、提高温度注入消失模进行浇注。

消失模铸造的工艺流程如下: 1)预发泡

模型生产是消失模铸造工艺的第一道工序,复杂铸件需要数块泡沫模型分别制作,然后再胶合成一个整体模型。模型的成型工艺分为两步,第一步是将聚苯乙烯珠粒预发到适当密度,一般通过蒸汽快速加热来进行,此阶段称为预发泡。

2)模型成型

经过预发泡的珠粒先进行稳定化处理,然后再送到成型机的料斗中,通过加料孔进行加料,模具型腔充满预发的珠粒后,开始通入蒸汽,使珠粒软化、膨胀,挤满所有空隙并且粘合成一体,这样就完成了泡沫模型的制造过程,此阶段称为蒸压成型。

成型后,在模具的水冷腔内通过大流量水流对模型进行冷却,然后打开模具取出模型,此时模型温度高且强度较低,所以在脱模和储存期间必须谨慎操作,防止变形及损坏。

3)模型簇组合

模型在使用之前,必须存放适当时间使其熟化稳定,典型的模型存放周期多达30天,而对于用设计独特的模具所成型的模型仅需存放2个小时,模型熟化稳定后,可对分块模型进行胶粘结合。

分块模型胶合使用热熔胶在自动胶合机上进行。胶合面接缝处应密封牢固,以减少产生铸造缺陷的可能性。

4)模型簇浸涂

为了使每一箱在浇注生产更多的铸件,将许多模型胶接成簇,把模型簇浸入耐火涂料中,然后在大约30~60C(86-140F)的空气循环烘炉中干燥2~3个小时,干燥之后,将模型簇放入砂箱,填入干砂振动紧实,必须使所有模型簇内部孔腔和外围的干砂都得到紧实和支撑。

5)浇注

模型簇在砂箱内通过干砂振动充填坚实后,铸型就可浇注,铁水浇入铸型后(约在1425C/2600F),模型气化被金属所取代形成铸件。

在消失模铸造工艺中,浇注速度比传统空型铸造更为关键。如果浇注过程中断,砂型就可能塌陷造成废品。因此为减少每次浇注的差别,本次设计使用自动浇注机。

6)落砂清理

浇注之后,铸件在砂箱中凝固和冷却,然后落砂。铸件落砂相当简单,倾翻砂箱铸件就从松散的干砂中掉出。随后将铸件进行自动分

离、清理、检查并放到铸件箱中运走。

干砂冷却后可重新使用,金属废料可在生产中重熔使用。 7) 熔炼保温设备

为了确保铁水的质量,熔炼设备选用电炉与精炼炉双联工艺。根据铸造的钢水需要量,工程选择四座10吨中频炉、二座5吨中频炉。 5.4.4 消失模铸造的主要优点

1、铸件尺寸形状精确,重复性好,具有精密铸造的特点; 2、铸件的表面光洁度高;

3、取消了砂芯和制芯工部,根除了由于制芯、下芯造成的铸造缺陷和废品;

4、不合箱、不取模,大大简化了造型工艺,消除了因取模、合箱引起的铸造缺陷和废品。

5、采用无粘结剂、无水分、无任何添加物的干砂造型,根除了由于水分、添加物和粘结剂引起的各种铸造缺陷和废品;

6、大大简化了砂处理系统,型砂可全部重复使用,取消了型砂制备工部和废砂处理工部;

7、落砂极其容易,大大降低了落砂的工作量和劳动强度; 8、铸件无飞边毛刺,使清理打磨工作量减少50%以上; 9、可在理想位置设置合理形状的浇冒口,不受分型、取模等传统因素的制约,减少了铸件的内部缺陷;

10、负压浇注,更有利于液体金属的充型和补缩,提高了铸件的组织致密度;

11、组合浇注,一箱多件,大大提高了铸件的工艺出品率和生产效率;

12、减少了加工余量,降低了机加工成本;

13、易于实现机械化自动流水线生产,生产线弹性大,可在一条生产线上实现不同合金、不同形状、大小不同铸件的生产;

14、可以取消拔模斜度;

15、使用的金属模具寿命可达10万次以上,降低了模具的维护费用;

16、减少了粉尘、烟尘和噪音污染,大大改善了铸造工人的劳动环境,降低了劳动强度,以男工为主的行业可以变成以女工为主的行业;

17、简化了工艺操作,对工人的技术熟练程度要求大大降低; 18、零件的形状不受传统的铸造工艺的限制,解放了机械设计工作者,使其根据零件的使用性能,可以自由地设计最理想的铸件形状;

19、可减轻铸件重量; 20、降低了生产成本;

21、简化了工厂设计,固定资产投资可减少30-40%,占地面积和建筑面积可减少30-50%,动力消耗可减少10-20%;

22、消失模铸造工艺应用广泛,不仅适用于铸钢、铸铁,更适用于铸铜、铸铝等;

23、消失模铸造工艺不仅适用于几何形状简单的铸件,更适合于普通铸造难以下手的多开边、多芯子、几何形状复杂的铸件;

24、消失模铸造工艺可以实现微震状态下浇注,促进特殊要求的金相组织的形成,有利于提高铸件的内在质量;

25、在干砂中组合浇注,脱砂容易,温度同步,因此可以利用余热进行热处理。特别是高锰钢铸件的水刃处理和耐热铸钢件的固溶处理,效果非常理想,能够节约大量能源,缩短了加工周期;

26、利用消失模铸造工艺,可以根据熔化能力,完成任意大小的铸件。

传统粘土砂型铸造与消失模铸造工艺特点的比较

项 目 模型工艺 1.开边 传统砂型铸造 必须分型开边,便于造型 消失模铸造 无须开边