黄金展位

7K90MC-C柴油机轴承座铸造工艺

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蔡常林

(沪东重机铸造分公司,上海 200129)

  摘 要:我公司通过结合以前生产同类铸件的经验,同时运用计算机数值模拟技术,成功试制出7K90MC-C轴承座首制件。本文介绍了该轴承座的铸造制作工艺。

  关键词:柴油机;轴承座;数值模拟;铸造工艺

  1 前言

  7K90MC-C柴油机是刚从国外引进的新专利产品,其轴承座也属首次铸造生产。相对以前的机型,此同类铸件的重量大为增加,其后主轴承座毛坯理论计算重量达到11吨多。按以前同类轴承座55%~60%的出品率来算,整个浇注重量最少也要达到18吨,而我公司的熔炼能力最大极限为16吨,因此其铸造生产的难度大大增加。本文介绍了该轴承座的铸造工艺。

  2 工艺制定

  在制定工艺过程中,根据公司的要求,对关键件和重要件制定了详细的质量计划,对每个过程进行全程控制。由于后主推力轴承座的浇注重量达到公司生产能力的极限,因此特为此制定了安全防范计划。由于7K90MC-C轴承座与以往的MCC型轴承座结构不同,而与MC型轴承座结构类似,因此在制定铸造工艺时,根据以往生产的MC型类似轴承座(带有贯穿螺钉孔)的传统可靠工艺经验,结合实际情况来初步制定工艺。此项工艺有以下几个特点:

  (1)轴承孔处不采用压边冒口,而用本体冒口,更有利于冒口的补缩,也可以较少浇注的钢水量。

  (2)轴承孔上方最大的一个冒口采用福士科发热冒口,浇注完毕加发热剂。由于福士科发热冒口的补缩效果比微珠冒口要好,可以进一步减少钢水量。其余小点的冒口采用微珠保温冒口。

  (3)为防止贯穿螺钉孔变形,制作泥芯时采用无缝钢管作芯骨。并在浇注完毕后立刻对贯穿螺钉孔泥芯通水冷却,而不是采用常规的在泥芯下放芯撑的方法,因为铸件里放泥芯探伤后容易发现微裂纹。

  (4)为了造型取模时不破坏砂型,轴承孔退刀槽冒口下部位不做出,两边自来泥芯做出,木模做活块。

  (5)由于熔炼钢水的炉体容量有限,后主推力熔炼加料时准备3.5吨干净的剪料,保证熔炼的安全性。

  (6)为了保证钢水的浇注温度,浇注时间控制在240秒以内,采用Ø100直浇口,Ø60水口。

  (7)为了保证关键部位轴承孔的性能,轴承孔中放一圈冷铁,上、下两排共24快。木模工艺初步制定后,对重量最大、形状最复杂的后主轴承座进行了计算机凝固模拟计算。从模拟结果分析,铸件在轴承孔处冒口缩孔区离铸件本体还有约200mm左右,根据经验判断,轴承孔部位的质量能够得到保证。而若干地方容易出现缩松缩孔,因此必须对工艺作出一定的调整,中间的冒口增大两挡,并往内移,以保证冒口对此部位的有效补缩。由于时间关系没有对最后的工艺再经过计算机凝固模拟,也没有对其它轴承座的工艺进行凝固模拟。根据以往经验,难度最大的是后主轴承座,这一问题解决后,其他的轴承座一般不会发生什么问题。

  3 其他措施

  为了确保铸件生产一次成功,除了以上木模工艺上采取的措施外,同时还在熔炼工艺、热处理工艺、整个操作过程中还采取了很多措施:

  (1)后主轴承座毛坯和冒口的重量为16000kg,
超过目前最大钢包的盛钢能力。采用改造过的4号、5号钢包进行浇注,并利用铸铁车间的中频炉熔炼1.5吨钢水充冒口。并且注意浇注时间的衔接。

  (2)在炼钢的炉料场腾出一片空地用于挑选废钢,以保证炉料清洁度。炉料的配比为2号废钢60%,低碳钢冒口40%,其它杂料禁止加入,降低不可预知的有害元素进入。

  (3)熔炼过程中保证足够的脱碳量(必须大于30档),在还原期的后期,必须保证还原渣的流动性,使在吹氩气时表面不结壳。

  (4)对熔炼用SiCa粉和增碳剂进行取样分析,确保所用材料质量合格。在操作上采取了很多的控制措施来严格工艺的执行。

  (5)型砂的固化剂中增加反应速度慢的有机酯的比例,以降低型砂的硬化速度,使型砂的最终强度有所提高。

  (6)翻箱时间适度延长,要使型砂强度达到翻箱所需要的强度。并在砂箱上增加透气孔,增加型砂的透气性。

  (7)规范刷涂料的工艺,涂料要在配箱前涂刷,时间不要过早。

  (8)出气孔要保证其通畅性,采取措施防止灰尘从中落入。

  (9)配箱时加强行车的定位,增大定位销直径来解决错箱的问题。

  (10)为保证起重安全,整个后主轴承座(包括
型板、砂箱和型砂)不能超过30吨。铸件在保温期间不能吊动,保温结束,在浇注现场开箱。

  (11)明冒口必须热割,防止冷割产生的应力过大而出现裂纹。

  (12)由于7K90MC-C轴承座是首制件,必须在热处理前后对铸件重要尺寸作必要检查,并作好尺寸记录。

  (13)在湿度过高时必须采取一定的措施。由于行车在配箱时容易产生定位不准的现象,因此应增加人员帮助砂箱定位,避免产生错箱问题。为了更好地控制铸件的质量,铸钢车间严格执行制定的《轴承座质量控制流程》和《过程质量控制责任规定》,使得每道工序落实到个人,这样就能从原材料进厂到铸件出厂整个生产流程都在控制之下,达到提高铸件的整体质量的目标。

  4 结语

  由于采取的各种措施得当,加上操作人员的认真负责,7K90MC-C各种轴承座顺利完成,铸件的机械性能和各种探伤标准都达到要求,整体质量得到了船级社的认可。对于铸造厂来说,由于生产的每个环节对铸件的质量都有影响,加强车间的管理确保每个环节保证质量,是生产合格产品的前提条件。除了以往工艺上的经验以外,计算机数值模拟辅助设计对工艺设计有很大的帮助。