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铁路铸钢件湿型粘土砂铸造工艺优化及缺陷防治
| 论文题名： | 铁路铸钢件湿型粘土砂铸造工艺优化及缺陷防治 |
| 关键词： | 铁路铸钢件;湿型粘土砂;铸造工艺;优化设计;缺陷防治 |
| 摘要： | 湿型粘土砂铸钢工艺具有生产效率高、成本低、可连续生产、易实现机械化自动化等优点;但湿型粘土砂铸钢工艺生产,存在型砂的原材料要求较高,型砂性能受环境影响大,难于精确控制,铸钢件易产生气孔、夹砂、裂纹铸造缺陷等技术难题。因此,为了保证生产出合格铸件,需对生产过程中的每个环节进行细致的分析、严格的控制。即:在保证原材料质量基础上,综合考虑环境因素,研制合理的型砂配方与混制工艺;采用先进的铸造模拟软件对工艺方案进行模拟优化,最大限度地降低缺陷产生倾向;对生产中产生的各类铸造缺陷进行宏观和微观分析,提出有效的解决方案。本文研究以湿型粘土砂工艺低成本生产高质量铸钢件为目标,具有较大的理论与实际意义。 本文基于系统的型砂试验研究,提出了满足铸钢件生产要求的面砂、背砂的型砂配方。优化的面砂配方为“100％晋江砂+(8.0-8.5％)膨润土+(0.3-0.5％)淀粉类添加剂+(3.0-3.6％)水”,能够达到的型砂性能为紧实率51-54％、透气性440-450、湿压强度85-95kPa、热湿拉强度4.1-4.5kPa、破碎指数70-72％、表面稳定性97-97.5％。优化的背砂配方为“100％回用旧砂+(0.2-0.3％)膨润土+(0.1-0.3％)添加剂+(3.3-3.6％)水”,能够达到的型砂性能为紧实率55-60％、透气性200-210、湿压强度90-95 kPa、热湿拉强度3.8-4.5 kPa、破碎指数72-75％、表面稳定性97.5-98％。面砂、背砂的砂型配方均通过工厂批量生产验证。 利用合作工厂购买的Procast铸造模拟软件,对典型的17型车钩钩体、16型车钩钩舌等铁路铸钢件原工艺方案进行了模拟分析,预测到了产生冲蚀、夹渣、粘砂、气孔、缩松缩孔、热裂纹等铸造缺陷部位,通过优化提出了改进工艺方案。改进工艺的模拟结果显示,各类缺陷出现概率大大降低,工艺设计更加合理,改进工艺方案已作为产品试制与生产的工艺方案。 产品试制生产过程中,试制产品的主要铸造缺陷是裂纹。本文详细分析了缺陷的类别及特征,缺陷产生的原因,并从多个角度提出了铸造缺陷解决方案。由本文提出的最终铸造工艺方案生产的车钩钩体、钩舌铸件通过了各级鉴定,质量检测项目均满足标准要求,工厂具备17型车钩钩体、16型车钩钩舌批量生产能力。批量生产的钩体、钩舌产品无明显表面缺陷,存在的部分裂纹缺陷在可加工处理控制的范围内,批量生产运行有效。本论文较好地完成了研究目标及任务。 |
| 作者： | 申恩强 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 樊自田 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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