Der Gießprozess von Roulette-Gusseisenteilen

Durch die Erforschung des Gießverfahrens und des Materials des Walzblechs des Mittel- und Grobblechkühlbetts wird ein neues Verfahren zur Herstellung von Roulette-Eisengussteilen mit mehreren Stapeln von Metallharz-Sandkernen untersucht. Das Verfahren zeichnet sich durch einen einfachen Prozess, eine hohe Produktivität, eine hohe Gießleistung und eine gute Oberflächenqualität aus.

Aktueller Stand des Gießprozesses von Roulette-Gusseisenteilen 

Roulette-Gusseisenteile beziehen sich auf eine Art von Gussteilen, deren Durchmesser viel größer ist als die Höhe. Im Allgemeinen sind die Bearbeitungsanforderungen des Zwischenwellenlochs relativ hoch, die Nabe und die Felge sind dicker und die Wand an der Speiche ist dünn, was leicht zu ungleichmäßigen Temperaturen und großen Temperaturunterschieden führt. Die Nabe und die Felge sind zwei Hot Spots. Wenn der Gießprozess unzumutbar ist, neigt das Gussstück zu Schwindungshohlräumen, Schwindporosität und Rissfehlern. Gegenwärtig produzieren die meisten inländischen Hersteller Roulette-Gussteile unter Verwendung von gewöhnlichem Tonsandguss, einteiligem Guss, tangentialer Angusseinspritzung und Steigleitungs- oder Gussverfahren, die in Verbindung mit Harteisen an der Nabe verwendet werden. Dieses Verfahren nimmt viel Platz ein, die Prozessausbeute, Ausbeute und Produktionseffizienz sind gering und die Oberflächenqualität des Gussteils ist schlecht.

Nachdem wir die Produktionsaufgabe von Roulette-Eisenguss-Kühlbettwalzen (über 5700 Stück) erhalten haben, ist das erste zu lösende Problem die Erforschung des Gussverfahrens. Der Prozess muss einfach sein, damit Arbeiter, die mit dem Gießen nicht vertraut sind, arbeiten können. Es ist erforderlich, den Form- und Gießbereich zu reduzieren und die Produktionsanforderungen unter den bestehenden Produktionsbedingungen zu erfüllen. Beim Studium des Gießprozesses stießen wir wieder auf Materialprobleme. Die hergestellte Rollplatte war sehr spröde und konnte in der Produktion überhaupt nicht verwendet werden. Durch die Erforschung des Gießverfahrens und des Gussmaterials wurde ein neuartiges Gießverfahren für Roulette-Gussteile erforscht und qualifizierte Walzen hergestellt.

Forschungsschwerpunkte und Schlüsseltechnologien

1.Materialforschung

Die Rollenplatte ist eine der Schlüsselkomponenten der Kühlbettausrüstung. Es erfordert eine gute Oberflächenqualität und eine hohe Hitzebeständigkeit. Die Hitzebeständigkeit von Gusseisen hängt hauptsächlich von seiner Hochtemperatur-Oxidationsbeständigkeit (dh ob der auf der Oberfläche des Gusseisens gebildete Oxidfilm eine Schutzwirkung hat) und dem Wachstum von Gusseisen (dh der irreversiblen Ausdehnung der Schlichte von Gusseisenteilen, die bei hohen Temperaturen arbeiten). Diese beiden Eigenschaften hängen eng mit der chemischen Zusammensetzung von Gusseisen zusammen. Die Festigkeit und Schlagzähigkeit von Eisengussteilen hängen hauptsächlich von der Anzahl der Legierungselemente ab, daher wird die Untersuchung des Materials der Gussteile zu einem sehr wichtigen Thema. Aus diesem Grund haben wir das Material erforscht und eine vernünftige Wahl der chemischen Zusammensetzung getroffen, die nicht nur die Hitzebeständigkeit des Gussteils verbessert, sondern auch die mechanischen Eigenschaften des Gussteils sicherstellt. Das ursprüngliche Konstruktionsmaterial der Walze ist RQTSi5 und seine chemische Zusammensetzung (%) ist: wC = 2.30 % ~ 2.89 %, wSi = 4 % ~ 5 %, wMn = 5.5 % ~ 0.50 %, wP = 0.77 % ~ 0.06 %, wS 0.09 % 0.062%, wCr ＝ 0.089 % 0.38 %. Seine mechanischen Eigenschaften sind wie folgt: Zugfestigkeit 0.49-140MPa, Härte 220-160 HBW. Die maximale Betriebstemperatur beträgt 270～750℃. Durch den hohen Siliziumanteil dieses Materials wird die Sprödübergangstemperatur von Gusseisen erhöht. Daher ist der Guss sehr spröde und für die Herstellung von sprödeempfindlichen Teilen mit ungleichmäßiger Wandstärke nicht geeignet. Die Rollenplatte gehört zum Guss dieser Struktur. Aus diesem Grund hat die Produktion gerade erst begonnen. Damals entstanden viele Abfallprodukte durch Materialprobleme. Da das Material von RQTSi900 zudem spröde und die Ausbeute gering ist, verwenden die meisten inländischen Hersteller dieses Material nicht mehr zur Herstellung von Walzen. Um eine stückweise Verschrottung von Walzblechen zu vermeiden und einen reibungslosen Start des Mittel- und Grobblechprojekts zu gewährleisten, hat vor diesem Hintergrund die Erprobung eines neu entstehenden Materials für die Walzblechproduktion höchste Priorität. Durch viele Experimente und Demonstrationen haben wir uns entschieden, das von uns neu entwickelte Material zu verwenden. Seine chemische Zusammensetzung ist: wC=5%～3.05%, wSi=3.51%～2.9%, wMn=3.5%～0.24%, wP＝0.56%～ 0.05%, wS=0.09%～0.010%, wMo=0.030%～ 0.29%. Seine mechanischen Eigenschaften sind wie folgt: Zugfestigkeit 0.6～580MPa, Dehnung 695%～8%, Härte 18～210 HBW. Die maximale Betriebstemperatur beträgt 280～750℃. Aufgrund der guten Eigenschaften der entwickelten Materialien und der hohen Ergiebigkeit wird es von den Anwendern anerkannt.

Nachdem das Material bestimmt war, wurden die Materialbestandteile, das Sphäroidisierungsverfahren, das Impfmittel und das Impfverfahren, die Qualitätskontrolle vor dem Ofen usw. in Angriff genommen und erfolgreich durchgeführt. Die mechanischen Eigenschaften der Walze erreichten die besten in der Geschichte der Gusseisenwerkstatt. Niveau.

2.Bekämpfung von Schlüsselproblemen im Schmelzprozess

Um qualitativ hochwertiges geschmolzenes Eisen zu erhalten, nachdem die chemische Zusammensetzung bestimmt wurde, ist ein vernünftiger Schmelzprozess erforderlich. Bei hitzebeständigen Gussteilen aus duktilem Gusseisen ist die Sphäroidisierungsbehandlung besonders wichtig (dh die Wahl des Impfmittels und des Sphäroidisierungsverfahrens). Auch die mechanischen Eigenschaften der Gussteile sind gut, wenn die Sphäroidisierung verarbeitet wird. Wir haben durch Forschung ein geeignetes Impfmittel ausgewählt und ein sinnvolles Sphäroidisierungsverfahren entwickelt, damit die Eisenschmelze gut sphäroidisiert werden kann, was nicht nur die Festigkeit des Gussstücks verbessert, sondern auch seine Dehnung erhöht und die Wirkung sehr gut ist.

• Auswahl des Sphäroidisiermittels Die Qualität des Sphäroidisiermittels beeinflusst direkt die Sphäroidisierungswirkung und beeinflusst die Qualität von geschmolzenem Eisen und Gussstücken. Durch viele Experimente und Demonstrationen haben wir schließlich festgestellt, dass das Sphäroidisierungsmittel leichte Seltene Erden ReMg5-8 verwendet, das Impfmittel 75SiFe und das einzigartige langwirksame Impfmittel, das die Festigkeit und Dehnung von Gusseisen erheblich verbessern kann.
• Sphäroidisieren Um hochwertige Gussteile zu erhalten, ist auch die Auswahl der Impfmittel und Sphäroidisierungsverfahren sehr wichtig. Durch die Bewältigung von Schlüsselproblemen haben wir ein geeignetes Impfmittel ausgewählt und einen vernünftigen Sphäroidisierungsprozess formuliert, der nicht nur die Festigkeit des Gussstücks, sondern auch seine Dehnung erhöht, und die Wirkung war sehr gut.

Der Sphäroidisierungsprozess verwendet einen Dammbeutel, der gründlich getrocknet werden muss. Verschiedene Legierungen müssen vorgewärmt werden. Die Legierungen, die dem Dammsack von unten nach oben hinzugefügt werden, sind: leichte Seltenerdmetalllegierung 1.8% → Impfmittel 0.8% → Deckeisenplatte oder Eisenpulver (je nach Temperatur des geschmolzenen Eisens) → Alkalioberfläche 0.5%. 2/3 des Eisens werden abgestochen, und nach Beendigung der Reaktion wird das Eisen erneut auf die erforderliche Menge abgestochen und 0.6% Ferromolybdän, 0.6% Impfmittel werden mit dem Strom hinzugegeben und die Schlacke wird entfernt.

3.Anpacken von Schlüsselproblemen im Gießprozess

Um ein qualitativ hochwertiges Projekt zu schaffen, hat unser Unternehmen höhere Anforderungen als die nationale Norm an die Oberflächenqualität, Maßtoleranzen und das Bearbeitungsvolumen der Walzen gestellt. Die Walzen haben jedoch große Chargen und enge Zeitpläne. Um den Zeitplan einzuhalten, musste der Workshop einige Casting-Techniken anwenden. Ungewohnte Zeitarbeiter produzieren Rollscheiben, was extrem hohe Anforderungen an den Prozess der Rollscheiben stellt. Wir haben über den Gießprozess geforscht.

• Modellierungsprozessforschung An der Struktur des Bauteils ist zu erkennen, dass die Nabe dicker und die Speichen dünner sind. Gegenwärtig produzieren die meisten inländischen Hersteller Gussteile mit dieser Struktur aus gewöhnlichem einteiligem Sandguss mit Steigrohren an der Nabe und tangentialen Angüssen. Bei diesem Verfahren sind die Verfahrensausbeute, der Anteil an Fertigprodukten gering und die Produktionseffizienz ebenfalls gering. Wird die gewöhnliche Sandform für den Einzelguss verwendet, muss die Produktion von 5,700 Rollen in der geforderten Zeit abgeschlossen sein, 144 Rollen müssen täglich produziert werden, 288 Sandkästen, 16 Metallformen und ausreichend Form- und Gießfläche sind erforderlich, und der handwerkliche Komplex, der nicht für Arbeiter geeignet ist, die mit Gießen nicht vertraut sind und die Produktionsanforderungen nicht erfüllen können. Zu diesem Zweck haben wir uns zum Vergleich für das Metallharz-Sandkern-Stapelverfahren entschieden, d. Bei Anwendung dieses Verfahrens werden nur 8 Sätze Metallkernkästen benötigt, um die Produktionsanforderungen zu erfüllen. Jeder Anguss wird mit 3 Stapeln gegossen, jeder Stapel wird mit 8 Stück gegossen und eine Bodenplatte wird gleichzeitig mit 48 Stück gegossen. Durch die Verwendung des gemeinsamen Angusssystems ist die Gießgeschwindigkeit hoch und die Oberflächenqualität der Kunstharz-Sandformgussteile ist gut.
• Konstruktion und Herstellung von Werkzeugen Nachdem der Prozess festgelegt wurde, haben wir die erforderlichen Werkzeuge entworfen und hergestellt
• Die Dosierung, Mischung und Herstellung von Kernsand. Der Kernsandvorbereitungsprozess ist der Schlüssel zum Stapelprozess des Harzsandmontagekerns. Zu Beginn der Produktion war der Sandkern aufgrund des falschen Verhältnisses von Harz und Härter schwer aus der Metallform zu entfernen und die Oberflächenqualität des Sandkerns war sehr schlecht. Die Versuchsproduktion des Verhältnisses bestimmte schließlich das Verhältnis von Harz, Härter und Rohsand und produzierte qualifizierte Sandkerne das Rohsandgewicht und der Härter beträgt 0.45%～-0.224% des Harzes.Mischen: Der Sandmischer S40C wird zum Mischen von Harzsand verwendet. Geben Sie den abgewogenen Rohsand in den Sandmischer und geben Sie dann den Härter hinzu, beginnen Sie mit dem Mischen für 70-100 Minuten, fügen Sie dann das Harz hinzu, mischen und mahlen Sie für 1.8-2 Minuten und geben Sie dann den Sand aus die Innenfläche des Kernkastens vor der Produktion reinigen, ein Trennmittel auftragen, den Sand beim Herstellen des Kerns gleichmäßig zerstampfen und bei der Reparatur des Kerns auf die richtige Größe achten. Die vorbereiteten Kerne werden der Reihe nach nummeriert und es wird Graphit auf Alkoholbasis verwendet. Pinsel die Farbe zweimal. Nachdem die Farbe entzündet ist, verwenden Sie ein trockenes Tuch, um die Oberfläche des Sandkerns glatt zu polieren.
• Die Wahl des Gießsystems Die Größe des Gießsystems beeinflusst direkt die Qualität der Gussteile. Ist die Fläche des Gießsystems zu klein, bilden sich leicht Defekte wie ungenügendes Gießen und Kältebarrieren. Wenn es zu groß ist, ist es schwierig, es von den Gussteilen zu reinigen. Das Gussteil besteht aus Sphäroguss. Als wir mit der Produktion begonnen haben, haben wir am Schachtkopf 4 Innenkufen aufgestellt. Infolgedessen wurde die Rollenscheibe aufgrund der Reinigung des Tors oft verschrottet. Später haben wir durch Versuche anhand von Form und Gewicht der Gussteile ein sinnvolles Angusssystem ausgewählt und qualifizierte Gussteile hergestellt. Wir nutzen die Vorteile der Graphitisierungsexpansion und der Selbsteinzugseigenschaften voll aus und wenden eine Gießmethode ohne Steigrohr an. Am Kopf jeder Walze werden nur zwei 80 mm × 40 mm flache Tore geöffnet. Dieses Gießsystem spart nicht nur flüssiges Eisen, sondern reduziert auch die Arbeitsstunden für die Reinigung des Gießrohrs und die Oberflächenqualität des Gussteils ist gut.
• Bestimmung der Anzahl der Stapelrollen Bei der Stapelgießtechnik beeinflusst die Anzahl der jeweils gegossenen Gussteile direkt die Qualität der Gussteile. Zu viele Gussteile sind anfällig für Lunker aufgrund schlechter Zufuhr. Zu wenige Gussteile, Arbeitsproduktivität und Prozessausbeute sind zu gering. Um die Qualität zu sichern, als das Forschungsteam mit der Versuchsproduktion begann, wurden nur 6 Stück pro Stapel gegossen. Mit der kontinuierlichen Ansammlung von Produktionserfahrung gießen wir nach unserer sorgfältigen Berechnung jetzt 8 Stück pro Stapel und einen Anguss pro 3 Stapel. Als Ergebnis garantiert es nicht nur die Qualität der Gussteile, sondern verbessert auch die Arbeitsproduktivität.
• Auswahl der Gießtemperatur. Gussteile mit hoher Gießtemperatur sind anfällig für Fehler wie Porosität und Schrumpfung, während die Gießtemperatur zu niedrig ist, um Fehler wie unzureichendes Gießen und Eisenbohnen auf der Oberfläche zu verursachen. Wir haben durch Versuche eine vernünftige Gießtemperatur von 1280～1300 eingestellt. ℃, produzieren qualifizierte Gussteile.
• Kontrolle der Boxzeit. Gussteile können sich leicht verformen, wenn zu früh geboxt wird, und dies beeinträchtigt das spätere Gießen. Je nach Größe und Menge der Gussstücke haben wir eine Schlagzeit von 6 Stunden festgelegt.

Qualitätskontrolle

Um die Qualität der produzierten Walzen zu gewährleisten, haben wir ein strenges Kontrollsystem etabliert: Jede Walze muss mit einem Prüfblock für die Gussprüfung versehen werden und die mechanischen Eigenschaften, die metallografische Struktur und die chemische Zusammensetzung des Prüfblocks werden zu 100% geprüft . Die Unqualifizierten verlassen das Werk nicht.

Produktionseffekt

• Die im Mehrgruppen-Stapelverfahren der Metallharz-Sandkernbaugruppe entwickelte Rollenscheibe weist eine hohe Festigkeit und eine gute Oberflächenqualität auf. Seine vielfältigen Eigenschaften übertreffen das ursprüngliche Designmaterial bei weitem und erfüllen die Bedürfnisse der Benutzer.
• Nach diesem Verfahren beträgt das Sand-Eisen-Verhältnis nur 1.5:1, was weit unter dem inländischen fortgeschrittenen Technologieniveau (3～4.5):1 liegt, wodurch viel Harzsand eingespart wird.
• Der Prozess ist einfach zu bedienen und die Qualität ist garantiert. Die Gusseisenwerkstatt produzierte auch hochwertige Walzen mit einer großen Anzahl von ungelernten Bedienern.
• Die Produktivität wird um mehr als das Doppelte gesteigert, was nicht nur Arbeitsstunden, sondern auch viel Sandkastenkosten spart.
• Da mehrere Sätze von mehreren Walzen ein gemeinsames Gießsystem verwenden und keine Steigrohre erforderlich sind, beträgt die Gießausbeute bis zu 95 %, was viel höher ist als die 70 %-Ausbeute bei herkömmlichen Verfahren. Aufgrund der geringen Querschnittsfläche des Angusssystems kann es nur durch leichtes Hämmern gereinigt werden, was die Arbeitsstunden für das Schneiden von Gussteilen und das Gießen von Steigrohren erheblich reduziert.

Seit der Inbetriebnahme des von uns produzierten Walzblechs im Mittel- und Grobblechwerk läuft es gut, reibungslos und normal, es gab keine Kaltbettkratzer, Beulen auf dem Stahlblech oder Abweichungen vom Stahlblech aufgrund der Qualität des Rollblechs. Effizienz garantiert den normalen Betrieb unserer Werksproduktion und schafft gute wirtschaftliche Vorteile.

Zusammenfassung

Durch die Recherche zum Material und Gießverfahren des Rollblechs haben wir die Gießaufgabe des Rollblechs termingerecht sowie in Qualität und Quantität abgeschlossen und damit den Grundstein für den reibungslosen Start des Mittel- und Grobblechprojekts unseres Unternehmens gelegt. Aufgrund der hohen Effizienz dieses Verfahrens und der guten Oberflächenqualität der Gussteile haben wir aufgrund der Fertigstellung unserer Kühlbettwalzen mehr als 20,000 Walzenfertigungsaufgaben von Lingang, Xianggang und anderen Herstellern übernommen. Die Förder- und Bewerbungsperspektiven sind breit gefächert und wirtschaftlich. Die Vorteile sind sehr bedeutend.

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