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原文传递船用舵柄铸钢件的制备技术研究

论文题名：	船用舵柄铸钢件的制备技术研究
关键词：	舵柄铸钢件;呋喃树脂砂;凝固模拟;表面龟裂;造型工艺
摘要：	铸造技术是实现国家经济增长和可持续发展的主要技术之一，在机械制造业中占有举足轻重的地位，尤其对于船舶工业更是无可替代。铸钢具有诸多优异性能，获得广泛应用，并积极推动着我国造船业的发展和国际竞争力的提升。　　舵柄铸钢件是舵机的重要部件，其结构复杂，壁厚差别大，热节部位多，质量要求高，因而铸造难度大，容易出现缩松、裂纹、粘砂和变形等铸造缺陷。本课题通过和某金属制造有限公司合作，利用华铸CAE软件对舵柄铸钢件的铸造工艺进行凝固模拟分析，然后将优化合理的铸造工艺应用于实际生产中，再以实物产品质量对工艺加以验证和改善。结果表明：舵柄圆环部位为最大壁厚处，可采取圆环体轴线垂直地面的浇注位置以便于补缩；舵柄叉形脚板处设置冷铁以解决缩松问题；在叉形脚板的横向、纵向加设防变形筋；热节部位使用耐火度高的特种砂，并刷涂料，以防止粘砂或砂烧结；这些合理工艺设计保证舵柄铸钢件的凝固符合顺序凝固原则，获得了较好品质的铸件。同时，在满足舵柄的技术要求和质量保证的前提下，对冒口设计进行了改进，提高了出品率，节约了成本。　　造型工艺的稳定也是确保铸钢件顺利生产的关键技术之一。由于该金属制造有限公司以前一直采用CO2水玻璃砂造型工艺，铸型(芯)残留强度高，浇注后溃散性差，落砂清理和旧砂再生回用困难。目前，该企业正处于转型为呋喃树脂自硬砂工艺的初期试生产阶段。因而在探讨舵柄铸钢件的生产工艺的过程中，也对呋喃树脂砂造型工艺及生产成本进行了分析。　　舵柄铸件的生产过程中，其表面易出现粘砂，有时出现铸件表面龟裂问题。利用现代测试分析技术对舵柄铸件样品进行了金相组织和电子探针分析。结果表明，其基体组织为铁素体加上珠光体，以及MnS和Al2O3等夹杂物。生产实践表明：通过采用加强填砂提高紧实度和实行双层涂料涂刷方法来减少或克服了粘砂现象。采用碳化硅脱氧剂脱氧，结合包内冲入钇基重稀土硅铁合金净化钢水，有效解决了舵柄铸件的表面龟裂问题。按合适的正火热处理工艺可保证舵柄铸件达到标准要求的力学性能。
作者：	敖芳
专业：	材料工程
导师：	范晓明;喻尚钟
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2011
正文语种：	中文