【摘要】 在實(shí)際生產(chǎn)中，磁軛鑄鋼件的厚壁部位、轉(zhuǎn)角部位，以及砂芯孔或狹長部分，由于鋼液的高溫浸蝕作用，易產(chǎn)生粘砂缺陷，使鑄件清砂困難，增加原材料消耗，表面質(zhì)量差，生產(chǎn)成本低。
    針對(duì)厚壁鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，改進(jìn)工藝措施，消除了鑄件粘砂缺陷，提高了鑄件的工藝出品率。
    江西省新余冶金設(shè)備制造有限責(zé)任公司鑄造廠生產(chǎn)的一種磁軛鑄件為發(fā)電機(jī)上的重要零部件，屬“圓柱形” 結(jié)構(gòu)。鑄件毛重約1450kg，材質(zhì)為ZG270—500。技術(shù)要求表面光潔，無粘砂、夾渣、縮孔、縮松和氣孔等鑄造缺陷。
1. 鑄件改進(jìn)前工藝 
              
    圖1 所示為鑄件改進(jìn)前的工藝，內(nèi)澆口分兩道階梯引入鋼液，將鑄件木模加高550 ～600 mm，直接帶出冒口，冒口外徑與鑄型相同，冒口鋼液重約850 ～900kg 。鑄型的底部均勻設(shè)置δ≥80mm 厚的外冷鐵，內(nèi)圈設(shè)置一圈內(nèi)冷鐵。中間砂芯用石灰石砂制作，并刷一遍涂料。采用“快- 慢” 的澆注方法，澆注結(jié)束時(shí)澆包剩余鋼液從冒口處注入鑄件型腔內(nèi)。
2. 工藝改進(jìn)前的實(shí)施效果 
    (1) 由于鑄件四周的壁厚較大，在鋼液長時(shí)間的高溫浸蝕作用下，??170mm 中心孔被燒結(jié)死。 
    (2) 冒口屬“直筒形”，補(bǔ)縮效果差，而鑄型激冷能力又差，切割冒口后，在鑄件頂部200 ～300mm 處以上部位存在大面積的縮孔。 
    (3) 由于石灰石砂發(fā)氣量大，且鑄型排氣性差，鑄型和砂芯產(chǎn)生的氣體無法順利排出，因而會(huì)導(dǎo)致鑄件內(nèi)壁和頂、側(cè)面存在大量氣孔。 
    (4) 鑄件表面存在粘砂和脹箱現(xiàn)象，造成清理非常困難，補(bǔ)焊量較大，消耗原材料多，生產(chǎn)成本高。
3. 鑄件改進(jìn)后工藝 
    圖2 所示為鑄件改進(jìn)后的工藝，主要采取以下工藝措施： 
             
    (1) 內(nèi)澆道分兩層階梯引入鋼液，上層內(nèi)澆道直接從冒口處引入，上下兩層內(nèi)澆道距離約為300mm。 
    (2) 鑄型底部和側(cè)面四周均勻設(shè)置厚度δ≥100 mm的高碳鋼外冷鐵。鑄型和外冷鐵均勻涂刷耐高溫涂料。在鑄型內(nèi)部距中間砂芯30mm處，設(shè)置一圈用δ< 10 mm中板邊做的內(nèi)冷鐵，且內(nèi)冷鐵距鑄件頂部150 ～200mm,并在內(nèi)冷鐵的底部100mm 左右，用8 mm 圓鋼焊接在底部中板邊上，以加大底部內(nèi)冷鐵的厚度。 
    (3) 中間砂芯用石灰石砂制作，并刷兩遍涂料。砂芯頂部冒口處設(shè)置一圈補(bǔ)貼，砂芯中部開出??30mm 的排氣孔，并通至型腔外。砂箱底部用干砂填成，在干砂床上開出“十字形” 排氣道，并與砂芯中部排氣孔相通，以形成完整的排氣系統(tǒng)。 
    (4) 將木模加高350 ～400mm 做成冒口，冒口鋼液重約550 ～600kg ，并在冒口頂部四周擴(kuò)大80mm 以上,做成上大下小呈倒“八字形” 冒口，以充分提高冒口的補(bǔ)縮能力。 
    (5) 澆注采用“快- 慢- 快” 的工藝方法，出鋼溫度控制在1550 ℃ 以下，鋼液倒入澆包后靜定3 ～5min后，低溫澆注。 
    (6) 分兩次澆注鑄件，當(dāng)鋼液上升到冒口高度2/ 3左右時(shí)停止?jié)沧ⅲ⒓尤氡Ｗo(hù)渣，不停地?fù)v冒口。間隔20 ～30min 后再用高溫鋼液補(bǔ)澆冒口，澆注完后再搗冒口30min 以上。 
    (7) 澆注結(jié)束后，鑄件保溫8h 左右，吊開蓋箱和鑄件上部，讓鑄件底部暴露在空氣中急冷，以利于鑄件底部先凝固，達(dá)到順序凝固的目的。
4. 工藝改進(jìn)后的實(shí)施效果 
    (1) 清理后的鑄件表面質(zhì)量良好，沒有發(fā)現(xiàn)脹砂、夾砂、夾渣、氣孔和粘砂等鑄造缺陷。 
    (2) 中間砂芯完好無損，沒有任何粘結(jié)現(xiàn)象，清砂后不需做任何修復(fù)工作。 
    (3) 冒口切割后沒有出現(xiàn)縮孔、縮松現(xiàn)象，鑄件組織致密。 
    (4) 鑄件經(jīng)機(jī)械加工后，沒有發(fā)現(xiàn)氣孔、砂眼、夾渣和裂紋等鑄造缺陷。
5. 結(jié)語 
    經(jīng)上述工藝改進(jìn)后，沒有出現(xiàn)任何鑄造缺陷，鑄件質(zhì)量得到了提高，降低了生產(chǎn)成本。由于冒口尺寸的減少，所以每個(gè)鑄件產(chǎn)品可節(jié)省鋼液300kg 以上，產(chǎn)品清理后不需進(jìn)行任何修復(fù)，節(jié)省了大量的修補(bǔ)費(fèi)用。此磁軛鑄件工藝措施的改進(jìn)，特別是中間砂芯排氣孔和底部“十字形” 排氣道的設(shè)置，內(nèi)、外冷鐵的配合使用，以及頂部冒口的形狀擴(kuò)大等工藝措施的應(yīng)用，不但提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本，而且取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益，為同類產(chǎn)品的生產(chǎn)提供了一個(gè)很好的范例。