齿圈类高强钢铸件裂纹缺陷改进.pdf

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1、2017年第4期铸造设备与工艺兰Q!Z堡墨旦!Q旦堕望垦!垦Q堕!里丛垦盟!垒盟旦里g旦盟Q垦Q鱼兰垒竺g：兰Q!Z型·应用研究·doi：10．16666／j．cnki．issnl004-6178．2017．04．013齿圈类高强钢铸件裂纹缺陷改进徐峰。雷永红(共享铸钢有限公司，宁夏银川750021)摘要：针对齿圈类高强钢铸件表面裂纹缺陷问题，从铸件打箱、冒口切割等粗清理工艺方面进行分析改进。通过优化产品工艺，调整产品生产流程等措施，降低铸件裂纹风险并有效提高生产效率，节约生产成本。关键词：高强钢；粗清理工艺；裂纹中图分类号：TG245文献标识码：A文章编号：1674—6

2、694(2017)04—0037—02ImprovementofCrackDefectsofHigh-strengthSteelGearRingCastingXUFeng，LEIYong-hong(KocelSteelFoundryCO．，LTD．，YinchuanNingxia750021，China)Abstract：Aimingattheproblemofsurfacecrackdefectsinhigh—strengthsteelringcastings，theroughcleaningtechnologyofshakingoutandrisercuttingis

3、analyzedandimproved．Theproducttechnologywasoptimizedandtheproductionprocessandothercomprehensivemeasureswereadjustedtoreducetheriskofcastingcrackandeffectivelyimproveproductionefficiencyandsaveproductioncosts．KeyWords：high—swengthsteel，theroughcleaningtechnology，crack中碳高强钢铸件因其具有高强度成为目前齿圈类

4、产品首选的钢种，是公司新研发的重点高强钢产品之一。该产品材料性能要求高、结构复杂、壁厚大，因其高碳高强度，碳化物析出严重，生产过程中极易产生裂纹缺陷，增加了铸件打箱、切割工序的操作难度。本文主要介绍了齿圈类产品的高温打箱、冒口切割、热处理等铸件粗清理工艺及生产流程控制，有效降低铸件开裂风险。1产品简介铸件尺寸4,6062mm×500mm，净重8．5t，整套铸件分为2件，总重量达17t．该材料碳质量分数要求0．30％～0．35％，碳当量0．91，化学成分及力学性能要求见表1和表2．表1化学成分元素CSiMnSPNiCr质量分数O．30～0．30～1．O～≤0．02≤O．02

5、0．60～1．20～，％O．35O．601．401．OO1．70收稿日期：2017—05—09作者简介：徐峰(1988一)，男，助理工程师，学士，主要从事铸钢件预清理生产过程管理与控制方面工作。表2力学性能冲击／J检测项目Rm／MPaRpo．]MPaA／％硬度HB温度Akv标准1000～12006956295～360室温≥202齿圈裂纹特征及原因分析铸件在打箱后和粗加工前发现裂纹缺陷，主要位于连接筋与齿根薄厚相接处和冒口根部区域，呈连续性、多方向散射网状，略带氧化，如图1所示。图t裂纹缺陷形状当铸件在冷却过程中收缩受到阻碍，产生的铸造应力超过了合金材料的强度极限，就会产生

6、冷裂纹。而铸造应力的产生主要与铸件结构、化学成分、补缩条件、开箱温度等相关[1】。冷裂常出现在铸件表面，其形状为连续的直线或圆滑曲线，断口比较光洁，略带氧化色，是一种穿晶粒性裂纹。·37·垒坚曼：兰Q!!些堕堡堡鱼鱼墨墨兰Q!!!笙兰塑温裂是裂纹中较特殊的一类，低于合金材料实际固相线温度至裂口裂壁被渗入的空气氧化，但不呈现明显氧化色这一温度范围内产生的裂纹即为温裂。温裂分为缩裂、热处理裂纹和气割裂纹，主要以气割裂纹为主。结合铸件生产过程和裂纹形态分析，一方面存在铸件打箱温度过低、温差过大导致铸造应力增大产生冷裂；另一方面该材料碳当量较高，碳化物析出严重，气割过程中若气割温

7、度过低易导致气割裂纹，气割裂纹主要存在于冒口等切割区域。3改进措施3．1打箱工艺优化通过参考类似材料20NiMoCr6的CCT曲线进行分析，该类材料在415℃时铁素体和珠光体相变基本转变完成，另结合铸件的热应力考虑，打箱温度越高铸件降温速度越快，降温速度越快则铸件热应力明显增大，极易发生铸件开裂的风险。因此，综合考虑铸件的相变应力和热应力，将铸件打箱温度控制在370℃～400℃．通过使用Magma软件进行冷却模拟和曲线修正，理论上计算铸件在浇注后64h时冒口颈温度降至600qC，具体冷却模拟曲线见图2．结合理论模拟冷却时间，铸