船用铸钢件12万吨挂舵臂的铸造工艺设计及生产.pdfVIP

2014 中国铸造活动周论文集 船用铸钢件 12 万吨挂舵臂的  铸造工艺设计及生产 司东旭 （石钢京诚装备技术有限公司，辽宁营口 115005） 摘要：挂舵臂铸钢件毛坯重 57.5t，本工艺采用地坑组芯造型，计算机放样制作模型，多种砂复合制作砂 芯，合理设置浇注系统、冷铁、冒口等方案生产出的铸件组织致密，性能优良，符合 LR 标准的要求。铸 件工艺收得率为 60% 。 关键词: 挂舵臂铸件；工艺方案；砂芯设计；冒口；浇注系统；收得率 1 铸件的技术要求 1.1 大型船舶挂舵臂铸钢件的概况 挂舵臂是大型船舶的重要部件之一，是支撑、吊挂舵结构的关键件，受到海水的冲击，承受较 大的变载荷作用，这就要求其不仅要外观质量好、尺寸精度高，同时内在质量也必须保证，要具有 较佳的综合力学性能，尤其是抗疲劳性能；挂舵臂的性能和质量在船舶的使用过程中起到非常重要 的作用，其质量的好坏直接关系到整艘船舶下水点和建造质量。挂舵臂铸钢件大都为小批量生产， 铸件重量大（单件重 80～157t），耗用钢水多，铸造工艺复杂，铸件成形过程很难控制，这就给传统 铸造工艺的设计带来很大的困难。研究发现，只要挂舵臂存在有微量的缩孔、缩松、裂纹、夹杂等 缺陷，都可能给船舶的运行带来巨大的危险。 挂舵臂铸坯最大外形轮廓尺寸为 7000mm ×4400mm ×1500mm, 单重约 50t，铸件毛重 57.5t，浇 冒口重38.5t，钢水总重 96t 。材质: ZG20Mn。 1.2 技术要求 （1）本铸钢件材料、材料试验和检验应满足[LR]规范要求，[LR]负责监造、检验、并出据船检 证书。 （2 ）铸钢件材料采用精炼镇钢。铸钢件热处理、取样、做力学性能试验按[LR]规范要求。铸钢 件的轮廓线尺寸由放样决定。 轴孔及端面按图纸要求进行加工。 （3 ）铸钢件化学成分满足要求：w (% )为：C: ≤0. 23%、Si ≤0.60%、Mn:0.7% ~ 1. 60% 、S≤0. 035%、 P≤0. 035%、Al:0.015%-0.080% 。 允许的其它残余元素: Cu≤ 0. 30% 、G r≤ 0. 30% 、N i≤0. 40%、M o ≤0. 15%，（残余元素总含量≤0. 85%）。 （4 ）铸钢件力学性能应符合：抗拉强度：Rm≥400N/mm2 2 ，屈服强度：Reh≥200N/mm ，伸长率： 5.65 ≥25% ，断面收缩率≥40% ，冲击功：AKV≥27J( ℃) 。 （5 ）无损探伤：①超声波探伤建议：[JCSS I1-1978]或[ASTM A609]标准，报船级社确认。② 磁粉探伤建议：[JIS GO565 1982]或[ASTM E709]标准，报船级社确认。 无损探伤要达到现场验船师的满意。 （6 ）划线：划出对称中心线并分段打连续三点样冲眼，在轴孔处应以对称中心为基准划出轴孔 十字线，并打上样冲眼，所有标记用白漆框住。 （7 ）承制方提供文件：①制造厂质量合格证书，化学成分单，力学性能实验，[UT]检测单，[MT] 作者简介：司东旭，助理工程师，E-mail ：sidongxu163@126.com。 1 2014 中国铸造活动周论文集 检测单，船检标识及验船师标记，熔炼炉号，标识钢印拓印单等。②[LR]船检证明书。 （8 ）铸件表面应整洁，不应有气孔、裂缝、缩孔、冷隔、结疤等缺陷。 （9 ）铸件内部不应有不利于使用的缺陷。 （10）其余技术要求可见[船用铸件技术要求] 。 （11）数量为每船一件。 2 铸件结构及铸造特性分析 2.1 挂舵臂铸造时的复杂性