Hem > Branschkunskap > Innehåll

Applicering, produktion och provning av gjutstål

Sep 15, 2020


0721 Casting steels

Stora gjutgods

Stålgjutgods avser delar gjorda av gjutjärn, som har liknande egenskaper som gjutjärn men är starkare än gjutjärn. Stålgjutgods är utsatta för brister såsom pordefekter och felaktig vinkelpositionering under gjutningsprocessen, och höljet kan gå sönder vid långvarig användning.


1. Fördelar


En av fördelarna med stålgjutgods är flexibiliteten i designen. Designers har den största designfriheten i form och storlek på gjutgods, speciellt för detaljer med komplexa former och ihåliga sektioner. Stålgjutgods kan använda den unika processen för kärnaggregatet.

Att göra. Dess formning och formändring är mycket lätt, och omvandlingshastigheten från ritning till färdig produkt är mycket snabb, vilket bidrar till snabba offertsvar och förkortning av leveranstiden.

Den perfekta designen av form och kvalitet, den minsta spänningskoncentrationsfaktorn och den starkaste övergripande strukturen, återspeglar alla flexibiliteten och de tekniska fördelarna med stålgjutningsdesign:


1) Den metallurgiska tillverkningen av stålgjutgods har stark anpassningsförmåga och variation. Olika kemiska sammansättningar och strukturkontroll kan väljas för att anpassas till kraven i olika projekt; de mekaniska egenskaperna och användningen kan väljas i ett större område genom olika värmebehandlingsprocesser Prestanda och har bra svetsprestanda och bearbetningsprestanda.


2) De gjutna stålmaterialens isotropi och den starka övergripande strukturen hos de gjutna ståldelarna förbättrar den tekniska tillförlitligheten. Tillsammans med fördelarna med reducerad viktdesign och kort leveranstid har den en konkurrensfördel vad gäller pris och ekonomi.


3) Vikten på stålgjutgods kan variera inom ett brett intervall. Den lilla vikten kan vara investeringsprecisionsgjutgods på endast tiotals gram, medan vikten av stora stålgjutgods kan nå flera ton, dussintals ton eller till och med hundratals ton.


2. Nackdelar


(1) Ojämn organisation. Efter att den flytande metallen har injicerats i formen har lagret av flytande metall som först kommer i kontakt med formväggen det snabbaste temperaturfallet, så det stelnar snabbt till finare korn.

När avståndet från formväggen ökar, försvagas formväggens inflytande gradvis, och kristallerna växer till kolumnformade kristaller parallellt med varandra längs riktningen vinkelrät mot formväggen. I mitten av gjutstycket har värmeavledningen ingen nämnvärd riktning, och den kan växa i alla riktningar tills den kommer i kontakt med varandra, så ett likaxligt kristallområde bildas. Det kan ses att strukturen i gjutgodset inte är enhetlig och generellt sett är kornen relativt grova.


(2) Organisationen är inte tät. Kristalliseringen av flytande metall fortskrider i vägen för grentillväxt, och den flytande metallen mellan grenarna stelnar slutligen, men det är svårt för grenarna att fyllas helt av den flytande metallen, vilket orsakar den allmänna icke-kompaktheten hos gjutgods.

Dessutom krymper den flytande metall som sprutas in i formen i volym under kylning och stelning utan att fyllas på tillräckligt, och kan även bilda lösa eller till och med krympande hål. Grafit i järngjutgods uppträder ofta i större flingor, sfärer eller andra former, och kan också betraktas som en icke-kompakt struktur.


(3) Ytan är grov. Ytan är i allmänhet grov och kan inte jämföras med den bearbetade ytan, och formen är också mer komplicerad På grund av egenskaperna hos stålgjutgods behöver nästan alla industrisektorer använda stålgjutgods i fartyg och fordon, entreprenadmaskiner, ingenjörsmaskiner, kraft stationsutrustning, gruvmaskiner och metallurgisk utrustning, flyg- och rymdutrustning, oljekällor och kemisk utrustning, etc.

Ansökan är särskilt omfattande. När det gäller användningen av stålgjutgods i olika industrisektorer kan situationen vara helt annorlunda på grund av olika specifika förhållanden i olika länder.

Det finns många varianter av stålgjutgods. Här följer en kort beskrivning av användningen av stålgjutgods inom flera stora industrisektorer.


Applicering av stålgjutgods


1. Kraftverksutrustning

Kraftverksutrustning är en högteknologisk produkt, och dess huvuddelar drivs kontinuerligt under lång tid under hög belastning. Många delar av värmekraftverket och kärnkraftverkets utrustning måste fortfarande motstå korrosion av hög temperatur och högtrycksånga, så tillförlitligheten av delarna Det finns mycket strikta krav.

Stålgjutgods kan uppfylla dessa krav i största utsträckning och används i stor utsträckning i kraftverksutrustning.


2. Järnvägslok och fordon

Järnvägstransporter är därför nära besläktade med säkerheten för människors liv och egendom. Det är mycket viktigt att säkerställa säkerheten. Några nyckelkomponenter i rullande materiel, såsom hjul, sidoramar, bolster, kopplingar, etc., är alla traditionella stålgjutgods.

Växeln som används i järnvägsväxlar är en komponent som tål kraftiga stötar och friktion. Arbetsförhållandena är extremt hårda och formen mycket komplicerad.


3. Byggmaskiner, anläggningsmaskiner och andra fordon



Stora dubbla spiralformade kugghjul gjorda av gjutstål

Arbetsförhållandena för entreprenadmaskiner och ingenjörsmaskiner är mycket dåliga. De flesta delar utsätts för höga belastningar eller behöver tåla stötar och slitage. En stor del av dem är stålgjutgods, såsom drivhjul, bärande hjul och vipparmar i mobila system. , Track skor, etc.

Stålgjutgods används sällan i allmänna bilar, men mycket stålgjutgods används också i rörliga delar av speciella terrängfordon och tunga lastbilar.


Producera

(1) Smältning av gjutstål. Gjutstål ska smältas i elektriska ugnar, främst ljusbågsugnar och induktionsugnar. Beroende på fodermaterialet och slaggsystemet som används kan det delas in i sur ugn och alkalisk ugn. Kolstål och låglegerat stål kan smältas i vilken ugn som helst, men höglegerat stål kan endast smältas i en alkalisk ugn.


(2) Gjutprocess. Gjutstål har hög smältpunkt, dålig flytbarhet och smält stål är lätt att oxidera och få gas. Samtidigt är dess volymkrympning 2 till 3 gånger så stor som för grått gjutjärn. Därför är gjutningsprestandan för gjutstål dålig, och det är benäget att få defekter såsom otillräcklig gjutning, porositet, krympningshålighet, termisk sprickbildning, sandfasthet och deformation.


För att förhindra ovanstående defekter måste motsvarande åtgärder vidtas i processen.

Formsanden som används vid tillverkning av stålgjutgods bör ha hög eldfasthet och anti-klibbegenskaper, samt hög hållfasthet, luftpermeabilitet och reträtt.

Den råa sanden använder vanligtvis stor och enhetlig kiseldioxidsand; för att förhindra att sand fastnar, är hålighetens yta ofta belagd med en högre eldfast färg; vid tillverkning av stora delar används den mest i sand eller vattenglassand snabbare än gjutning. För att förbättra formens hållfasthet och reträtt tillsätts ofta olika tillsatser till formsanden.


I utformningen av grindsystemet och stigaren. Eftersom gjutet kolstål tenderar att stelna lager för lager och krymper kraftigt, används principen om stel sekventiell stelning för att sätta upp portsystemet och stigaren. För att förhindra krympning och krympning. Generellt sett krävs stigrör för stålgjutgods. Kalljärn används också mer. Dessutom bör ett bottengjutande gjutsystem med enkel form och stor tvärsnittsarea användas så mycket som möjligt för att få det smälta stålet att fylla formen snabbt och smidigt.


(3) Värmebehandling. Värmebehandlingen av gjutstål är vanligtvis glödgning eller normalisering. Glödgning används huvudsakligen för stålgjutgods med w(C) Större än eller lika med 0.35 procent eller särskilt komplexa strukturer. Sådana gjutgods har dålig plasticitet, hög gjutspänning och lätt sprickbildning. Normalisering används främst för stålgjutgods med w(C) Mindre än eller lika med 0.35 procent. Denna typ av stål har låg kolhalt, god plasticitet och är inte lätt att knäcka under kylning.


Vanliga defekter


Även om defekterna som produceras i gjutningsprocessen av stålgjutgods liknar de som produceras av götgjutning, är de fortfarande processdefekter. Vanliga processdefekter inkluderar porer, inneslutningar, krymphål, porositet och sprickor.


(1) Porer (bubblor): Porer (bubblor) är tomrum som bildas på grund av för högt gasinnehåll i den smälta metallen, fukt och dålig luftgenomsläpplighet i modellen. Porerna i gjutgodset är uppdelade i enkeldispergerade porer och täta porer.


(2) Inneslutningar: Inneslutningar delas in i icke-metalliska inneslutningar och metalliska inneslutningar. Icke-metalliska inneslutningar är de produkter som bildas av den kemiska reaktionen mellan metall och gas under smältning eller inneslutningar som bildas genom att blanda eldfasta material och gjuta sand med smält stål under gjutning. Metallinneslutningar är inneslutningar som bildas av olika metaller som ibland faller in i det smälta stålet och misslyckas med att smälta.


(3) Krymphåligheter: Krymphåligheter är defekter som bildas eftersom volymkrympningen av den smälta metallen inte kan kompletteras under kylning och stelning. Krymphål är för det mesta belägna nära hällstigaren och den största delen av tvärsnittet eller den plötsliga förändringen av tvärsnittet.


(4) Porositet: på grund av dålig smältning, felaktig formform, etc., bildas sprickor i finkorniga gränser eller fina hålrum i mitten av väggtjockleken på stålgjutgodset, och den lösa strukturen bildas. Denna del av kornet Kombinationen mellan dem är ganska svag (bildandet av molnliknande skuggor på den radiografiska filmen).


(5) Spricka: Spricka hänvisar till defekten som bildas av partiell sprickbildning av gjutgodset på grund av för höga föroreningar med låg smältpunkt under kylningsprocessen och överdriven inre spänning (termisk spänning och strukturell spänning). Där det sker en plötslig förändring av sektionsstorleken på gjutgodset är spänningskoncentrationen allvarlig och sprickor är lätta att uppstå.

Sammanfattningsvis är det betydande kännetecknet för processdefekter i stålgjutgods deras komplexa form; Defekterna vid användning av stålgjutgods är främst utmattningssprickor, inklusive mekaniska utmattningssprickor och termiska utmattningssprickor.


Upptäcka, detektera


Svårigheter att upptäcka


1. Dålig ultraljudspenetration

Grova kristallkorn, ojämn struktur och andra komplexa gränssnitt, förbättrar alla spridningen av ultraljudsvågor, och energidämpningen är stor så att den detekterbara tjockleken är mindre än den för smide.


2. Många störningar

När ljudvågen sprids på den ojämna, icke-täta strukturen och gränsytan för grovkornigt, är intensiteten hos den spridda signalen större och tas emot av sonden; den grova gjutningsytan kommer att bilda röran på ljudvågsreflektionen; dessa kommer att visas på oscilloskopets skärm. Det är ett rörigt skogsliknande eko (även kallat gräsliknande eko), som kan översvämma defektekot och hindra identifieringen av defektekot.


3. Dåliga ytkopplingsförhållanden

Ytan på stålgjutgodset är grov, vilket inte bidrar till kopplingen av ljud, ythårdheten är stor och det är svårt att polera.


4. Det är svårt att kvantifiera defekter

På grund av den stora dämpningen av ljudvågor av stålgjutgods och den komplicerade formen av defekter har den kvantitativa utvärderingen av defekter baserad på artificiella defekter stora fel, och det är svårare att kvantifiera defekter genom beräkning.


Ovanstående är precis svårigheten med gjutinspektion, dessa svårigheter gör gjutinspektionen föremål för vissa restriktioner. Men å andra sidan, på grund av de lägre kvalitetskraven på gjutgods, tillåts en större storlek och ett större antal enstaka defekter, och regelbundenheten på de platser där gjutdefekter uppträder är stark, så gjutinspektionen har fortfarande ett visst värde.

  

Detektionsmetod


1) För små och medelstora gjutgods (särskilt investeringsprecisionsgjutgods), som är små i storlek, lätta i vikt och mindre bearbetade, kan de magnetiseras i minst två väsentligen vinkelräta riktningar på en fast magnetisk partikelinspektionsmaskin.

Det är bäst att använda likström eller pulserande likström och använda den våta kontinuerliga metoden för inspektion. Likströmsmetod, stavgenomföringsmetod, flödesmetod och spolmetod är alla tillgängliga.


2) För större och tyngre gjutgods, magnetisera delar eller zoner i minst två väsentligen vinkelräta riktningar. Det är bäst att använda en bärbar eller mobil magnetisk partikelfelsdetektor med DC- eller halvvågslikriktning och använda kontaktmetoden eller okmetoden, torrkontinuerlig metod eller våtkontinuerlig metod för att detektera delar eller skiljeväggar av gjutgods. Testning bör i allmänhet utföras i två sinsemellan vinkelräta riktningar.


3) För att förhindra att gjutgodset bränns i kontakt med elektroden, rekommenderas det att vidta följande åtgärder: när kontakten inte är i full kontakt med gjutstyckets yta är ingen ström ansluten, och kontakten är endast tas bort när strömmen har kopplats bort. Och använd tillräckligt rena och lämpliga kontakter. För släta och rena ytor som har bearbetats ska okmetoden användas.


4) På grund av påverkan av gjutspänningar kommer vissa sprickor (kallsprickor) i stålgjutgods att fördröja sprickbildning, så de bör inte testas direkt efter gjutning utan bör testas efter 1 till 2 dagar.


5) Om gjutningsdefekten överskrider den accepterade standarden och avvisas, och grävning (skyffel) och reparationssvetsning är tillåten, bör reparationssvetsområdet också vara uppmärksamt för att kontrollera de fördröjda sprickorna.


6) Inspektionen bör göras med blotta ögat, och ett förstoringsglas får inte användas mer än 3 gånger endast vid inspektion av kvalitetsnivåerna 001 och 01.


Har du några specifika frågor omMaskinbearbetningstjänsterKontakta Yogie!Våra försäljningsingenjörer kommer att arbeta med dig från början till slut för att säkerställa att ditt projekt slutförs enligt dina krav.


Också,Yogieär en professionell tillverkare förGruvutrustningCNC-verktygsmaskiner, ochMaskindelari över 20 år.

Skicka förfrågan