轮盘铸铁件的铸造工艺
通过对中厚板冷床滚压板的铸造工艺和材料的研究，研究了多叠金属树脂砂芯轮盘铸铁件的制造新方法。 该方法工艺简单，生产率高，铸件综合性能高，表面质量好。
轮盘铸铁件铸造工艺现状
轮盘铸铁件是指一种直径远大于高度的铸件。 一般中间轴孔的加工要求比较高，轮毂和轮辋较厚，辐条处壁薄，容易造成温度不均，温差大。 轮毂和轮辋是两个热点。 如果铸造工艺不合理，铸件容易出现缩孔、缩孔和裂纹等缺陷。 目前国内大多数厂家生产轮盘铸件采用普通粘土砂造型、单件铸造、切向浇口注射、冒口送料或轮毂处与冷硬铁配合使用的铸造方法。 这种方法占用空间大，工艺成品率、成品率和生产效率低，铸件表面质量差。
接到轮盘式铸铁-冷床辊（5700多件）的生产任务后，首先要解决的问题是铸造工艺的研究。 要求工艺简单，让不熟悉铸造的工人也能操作。 要求减少成型和浇注面积，满足现有生产条件下的生产需要。 在研究铸造工艺时，我们又遇到了材料问题。 制成的卷板非常脆，根本无法用于生产。 通过对铸件的铸造工艺和材料的研究，研究出一种新型的轮盘铸铁件铸造工艺，生产出合格的滚轮。
主要研究内容和关键技术
1.材料研究
辊板是冷床设备的关键部件之一。 它要求良好的表面质量和高耐热性。 铸铁的耐热性主要取决于其高温抗氧化性（即铸铁表面形成的氧化膜是否具有保护作用）和铸铁的生长（即尺寸的不可逆膨胀）在高温下工作的铸铁零件）。 这两种性能与铸铁的化学成分密切相关。 铸铁件的强度和抗冲击性主要取决于合金元素的数量，因此对铸件材料的研究成为一个非常重要的问题。 为此，我们对材料进行了研究，合理选择了化学成分，既提高了铸件的耐热性，又保证了铸件的力学性能。 滚轮原设计材质为RQTSi5，其化学成分（%）为：wC = 2.30% ~ 2.89%, wSi = 4. 5% ~ 5.5%, wMn = 0.50% ~ 0.77%, wP = 0.06% ~ 0.09%，wS＝0.062%～0.089%，wCr＝0.38%～0.49%。 其机械性能如下：抗拉强度140-220MPa，硬度160-270 HBW。 最高工作温度为750～900℃。 由于这种材料的硅含量高，铸铁的脆性转变温度升高。 因此，铸件非常脆，不适合生产壁厚不均的脆性敏感零件。 辊板属于这种结构的铸件。 结果，生产才刚刚开始。 当时很多废品都是因为材料问题造成的。 另外，由于RQTSi5的材料脆性大，成品率低，国内大部分厂家不再使用这种材料制作滚轮。 针对上述情况，为避免卷板批量报废，确保中厚板项目顺利开工，试制一种新的卷板生产材料成为当务之急。 通过多次实验和演示，我们决定使用我们开发的新材料。 其化学成分为：wC=3.05%～3.51%，wSi=2.9%～3.5%，wMn=0.24%～0.56%，wP＝0.05%～0.09%，wS=0.010%～0.030%，wMo=0.29%～ 0.6%。 其力学性能如下：抗拉强度580～695MPa，伸长率8%～18%，硬度210～280 HBW。 最高工作温度为750～900℃。 由于开发的材料性能好，成品率高，得到了用户的认可。
材料确定后，对材料成分、球化工艺、孕育剂和孕育工艺、炉前质量控制等进行了攻关并取得了成功。 辊筒的机械性能达到了铸铁车间历史上最好的水平。 等级。
2.解决冶炼过程中的关键问题
化学成分确定后，要想获得优质的铁水，需要合理的冶炼工艺。 对于耐热球墨铸铁件，球化处理尤为重要（即孕育剂和球化工艺的选择）。 进行球化处理时，铸件的机械性能也很好。 我们通过研究选择了合适的孕育剂，制定了合理的球化工艺，使铁水得到很好的球化，既提高了铸件的强度，又增加了其延伸率，效果很好。
- 球化剂的选择 球化剂的质量直接影响球化效果，影响铁水和铸件的质量。 经过多次实验论证，我们最终确定球化剂采用ReMg5-8轻稀土，孕育剂采用75SiFe和独特的长效孕育剂，可显着提高铸铁的强度和延伸率。
- 球化 为了获得高质量的铸件，孕育剂的选择和球化工艺也很重要。 通过攻关，选择了合适的孕育剂，制定了合理的球化工艺，不仅提高了铸件的强度，还提高了延伸率，效果很好。
球化过程使用坝袋，必须彻底干燥。 各种合金都必须预热。 加入坝袋的合金自下而上为：轻稀土合金1.8%→孕育剂0.8%→覆盖铁板或铁粉（根据铁水温度）→碱面0.5%。 出铁2/3，反应完成后，再出铁至所需量，随流加入0.6%钼铁、0.6%孕育剂，去渣。
3.解决铸造过程中的关键问题
为打造精品工程，我公司对辊筒的表面质量、尺寸公差、加工量等提出了高于国家标准的要求。 然而，压路机的批次大且时间紧。 为了赶进度，车间不得不使用一些铸造技术。 不熟悉的临时工生产卷盘，对卷盘的工艺提出了极高的要求。 我们对铸造工艺进行了研究。
- 建模工艺研究 从零件的结构可以看出，轮毂较厚，辐条较细。 目前国内大多数厂家生产这种结构的铸件采用普通砂型单件铸件，轮毂处有冒口和切向浇口。 采用这种工艺，工艺良率、成品率低，生产效率也低。 如果用普通砂模进行单件铸造，必须在规定时间内完成5,700辊的生产，每天需要生产144辊，288个砂箱，16个金属模具，有足够的造型和浇注面积要求，工艺复杂，不熟悉铸造的工人无法操作，不能满足生产要求。 为此，我们通过对比选择了金属树脂砂芯叠层工艺，即用金属芯盒树脂砂做芯，然后将砂芯一起落下，放在盒环上浇注。 采用该工艺只需8套金属芯盒即可满足生产需要。 每个直浇口浇3堆，每堆浇8块，一个底板同时浇48块。 由于采用普通浇注系统，浇注率高，树脂砂造型铸件表面质量好。
- 工装设计制作 工艺确定后，我们设计制作所需工装
- 芯砂的配比、混合和生产。 芯砂制备工艺是树脂砂组件堆芯工艺的关键。 生产初期，由于树脂与固化剂配比不当，砂芯难以从金属模具中取出，砂芯表面质量很差。 试制配比最终确定了树脂、固化剂和原砂的配比，生产出合格的砂芯。配比：0.45～0.224mm（40/70目）擦洗砂100%，树脂1.8%-2%原砂重量，固化剂为树脂的30%～-50%。 混料：S2512C混砂机用于树脂混砂。 将称重的原砂加入混砂机中，然后加入固化剂，开始搅拌8-10分钟，然后加入树脂，混合研磨8-10分钟，然后出砂。 砂芯的生产：擦拭生产前将芯盒内表面清洗干净，涂上脱模剂，制芯时将砂捣碎均匀，修芯时确保尺寸准确。 制备好的芯材按顺序编号，采用醇基石墨。 刷两次油漆。 油漆点燃后，用干布将砂芯表面打磨光滑。
- 浇注系统的选择浇注系统的大小直接影响铸件的质量。 浇注系统面积过小，容易形成浇注不足、冷障等缺陷。 如果它太大，则很难从铸件中清除它。 铸件由球墨铸铁制成。 刚开始生产时，我们在轴的头部设置了 4 个内部流道。 结果，滚轮盘经常因为浇口的清理而报废。 后来，我们根据铸件的形状和重量，通过实验选择了合理的浇注系统，生产出合格的铸件。 我们充分利用其石墨化膨胀和自喂料特性，采用无冒口喂料方式铸造。 每个辊子的头部只开两个80mm×40mm的平闸。 这种浇注系统不仅节省了铁水，而且减少了浇冒口的清洗工时，铸件的表面质量也很好。
- 堆垛辊数量的确定 采用堆垛浇注技术，每次浇注的铸件数量直接影响铸件的质量。 太多的铸件容易因喂料不良而产生缩孔。 铸件太少，劳动生产率和工艺成品率太低。 研究组开始试制时，为了保证质量，每堆只浇了6片。 随着生产经验的不断积累，根据我们的仔细计算，我们现在每堆浇注8件，每堆浇注一次。 不仅保证了铸件的质量，而且提高了劳动生产率。
- 浇注温度的选择。 浇注温度高的铸件容易产生气孔、缩孔等缺陷，而浇注温度过低则容易造成浇注不足、表面有铁豆等缺陷。 我们通过实验设定了合理的浇注温度1280～1300。 ℃，生产出合格的铸件。
- 控制拳击时间。 装箱过早铸件容易变形，影响后期浇注。 根据铸件的大小和数量，我们规定罢工时间为6h。
质量检验
为保证生产出的托辊质量，我们建立了严格的检验制度：每根托辊必须附有试块进行铸造检测，试块的力学性能、金相组织和化学成分100%检测. 不合格者不得出厂。
生产效果
- 采用金属树脂砂芯组件多组叠层工艺研制的滚轮盘，强度高，表面质量好。 其各项性能远超原设计材料，满足用户需求。
- 采用该工艺后，砂铁比仅为1.5：1，远低于国内先进技术水平（3～4.5）：1，节约了大量树脂砂。
- 工艺操作简单，质量有保证。 铸铁车间还使用大量不熟练的操作工生产高质量的轧辊。
- 生产率提高一倍以上，不仅节省了工时，还节省了大量的砂箱成本。
- 由于多组多辊采用通用浇注系统，无需冒口，铸件良品率高达95%，远高于普通工艺方法70%的工艺良品率。 由于浇注系统截面积小，只需轻轻敲击即可清洗，大大减少了切割铸件和浇冒口的工时。
我公司生产的卷板自中厚板厂投产以来，运行良好，工作平稳正常，未出现冷床划伤、钢板磕碰、跑偏等现象。钢板由于卷板的质量。 效率保证了我厂生产的正常运行，创造了良好的经济效益。
结论
通过对辊板材料和铸造工艺的研究，按时保质保量完成了辊板的铸造任务，为我公司中厚板项目的顺利开工奠定了基础。 由于该工艺效率高，铸件表面质量好，在完成冷床轧辊的基础上，先后承担了临港、向钢等厂家20,000万多台轧辊的生产任务。 推广应用前景广阔，经济实惠。 好处是非常显着的。
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