鑄鋼件是指用鑄鋼制作的零件,與鑄鐵性能相似,但比鑄鐵強(qiáng)度好。鑄鋼件在鑄造過程中易出現(xiàn)氣孔缺陷、角度定位不準(zhǔn)確等缺點,在長期使用中就有可能出現(xiàn)機(jī)殼斷裂的現(xiàn)象。
產(chǎn)品優(yōu)點
鑄鋼件的優(yōu)點之一是設(shè)計的靈活性,設(shè)計人員對鑄件的形狀和尺寸有大的設(shè)計選擇自由,特別是形狀復(fù)雜和中空斷面的零件,鑄鋼件可采用組芯這一*的工藝來制造。其成形和形狀改變卻十分容易,從圖樣到成品的轉(zhuǎn)化速度很快,有利于快速報價響應(yīng)和交貨期的縮短。形狀和質(zhì)量的完善化設(shè)計、小的應(yīng)力集中系數(shù)以及整體結(jié)構(gòu)性強(qiáng)等特點,都體現(xiàn)鑄鋼件設(shè)計的靈活性和工藝優(yōu)勢:
1)鑄鋼件冶金制造適應(yīng)性和可變性強(qiáng),可以選擇不同的化學(xué)成分和組織控制,適應(yīng)于各種不同工程的要求;可以通過不同的熱處理工藝在較大的范圍內(nèi)選擇力學(xué)性能和使用性能,并有良好的焊接性能和加工性能。
2)鑄鋼材料的各向同性和鑄鋼件整體結(jié)構(gòu)性強(qiáng),因而提高了工程可靠性。再加上減輕重量的設(shè)計和交貨期短等優(yōu)點,在價格和經(jīng)濟(jì)性方面具有競爭優(yōu)勢。
3)鑄鋼件的重量可在很大的范圍內(nèi)變動。重量小者可以是僅幾十克的熔模精密鑄件,而大型鑄鋼件的重量可達(dá)數(shù)噸、數(shù)十噸乃至數(shù)百噸。
產(chǎn)品應(yīng)用
由于鑄鋼件的特點,幾乎所有的工業(yè)部門都需要用鑄鋼件,在船舶和車輛、建筑機(jī)械、工程機(jī)械、電站設(shè)備、礦山機(jī)械及冶金設(shè)備、航空及航天設(shè)備、油井及化工設(shè)備等方面應(yīng)用尤為廣泛。至于鑄鋼件在各產(chǎn)業(yè)部門的應(yīng)用,由于各國的具體條件不同,情況可能有較大的差異。
鑄鋼件的品種繁多,不勝枚舉。現(xiàn)就幾個主要的產(chǎn)業(yè)部門使用鑄鋼件的情況做簡要說明。
1、電站設(shè)備
電站設(shè)備是高技術(shù)產(chǎn)品,其主要零件都在高負(fù)荷下長時間連續(xù)地運轉(zhuǎn),火電站和核電站設(shè)備中有不少零部件還需耐受高溫和高壓蒸汽的腐蝕,因而對零部件的可靠性有很嚴(yán)格的要求。鑄鋼件能較大限度地滿足這些要求,在電站設(shè)備中廣為采用。
2、鐵路機(jī)車及車輛
鐵路運輸與人民的生命財產(chǎn)安全密切相關(guān),因此。保證安全是至關(guān)重要的,機(jī)車車輛的一些關(guān)鍵部件,如車輪、側(cè)架、搖枕、車鉤等,都是傳統(tǒng)的鑄鋼件。
鐵路轉(zhuǎn)轍用的轍岔是承受強(qiáng)烈沖擊和磨擦的部件,工況條件極為惡劣,形狀又很復(fù)雜。
3、建筑、工程機(jī)械及其他車輛
建筑機(jī)械和工程機(jī)械的工況條件都很差,大部分零件都承受高的負(fù)荷或需耐受沖擊磨損,其中很大一部分是鑄鋼件,如行動系統(tǒng)中的主動輪、承重輪、搖臂、履帶板等。
一般汽車很少用鑄鋼件,但特種越野車和重型貨車的行動部分也用不少的鑄鋼件
產(chǎn)品生產(chǎn)
(1)鑄鋼的熔煉。鑄鋼須采用電爐熔煉,主要有電弧爐和感應(yīng)電爐。根據(jù)爐襯材料和所用渣系的不同,義可分為酸性熔爐和堿性熔爐。碳鋼和低合金鋼可采用任何一種熔爐熔煉,但高合金鋼只能采用堿性熔爐熔煉。
(2)鑄造工藝。鑄鋼的熔點高,流動性差,鋼液易氧化和吸氣。同時,其體積收縮率為灰鑄鐵的2~3倍.因此,鑄鋼的鑄造性能較差,容易產(chǎn)生澆不足、氣孔、縮孔、熱裂、黏砂、變形等缺陷。為防止上述缺陷的產(chǎn)生,須在工藝上采取相應(yīng)措施。
生產(chǎn)鑄鋼件用型砂應(yīng)有高的耐火度和抗黏砂性,以及高的強(qiáng)度、透氣性和退讓性。原砂通常采用顆粒較大、均勻的硅砂;為防止黏砂,型腔表面多涂以耐火度更高的涂料;生產(chǎn)大件時多采用于砂型或水玻璃砂快于鑄型。為了提高鑄型強(qiáng)度、退讓性,型砂中常加入各種添加劑。
在澆注系統(tǒng)和冒口的設(shè)計上。由于鑄造碳鋼傾向逐層凝固,收縮大,因此多采剛順序凝固原則來設(shè)置澆注系統(tǒng)和冒口.以防止縮孔、縮松的出現(xiàn)。一般來說,鑄鋼件都要設(shè)置冒口。冷鐵也應(yīng)用較多。此外,應(yīng)盡量采用形狀簡單、截面面積較大的底注式澆注系統(tǒng),使鋼液迅速、平穩(wěn)地充滿鑄型。
(3)熱處理。鑄鋼的熱處理通常為退火或正火。退火主要用于w(C)≥0.35%或結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜的鑄鋼件,這類鑄件塑性差,鑄造應(yīng)力大,鑄件易開裂。正火主要用于w(C)≤0.35%的鑄鋼件,這類鋼件碳含量低,塑性較好,冷卻時不易開裂。