３８ 铸钢件的收缩及铸件的尺寸偏差 型祖成 摘 要 铸造舍垒的固态线收缩是影响铸钢件尺寸偏差的主要固索．本文仅从铸钢件的设计、 工艺等方面阐述怎样控黼铸钢件的固态收缩，从而减少铸钢件的尺寸偏差． 关键词；塑童合金 同态线收缩尺寸偏差 年寿钢僻 １前言 ２铸造合金对铸钢件尺寸偏差 在铸造过程中．铸钢件的形状、结构及 的影响 生产条件等因素．阻碍铸造合金的固态线 不同的铸造合金．由于其含碳量和合 收缩，从而对铸钢件的尺寸偏差产生一定 金元素的含量不同，它们的线收缩率也有 的影响。造成某些尺寸不够加工，增加了铸 较大的差别。如表１所示的几种合金，其自 件不必要的补焊工作量，甚至造成铸钢件 由线收缩率相差很大。 废品率增加。 表１ 元素含量 自由线 铸造台金 收缩率 Ｃ Ｓｉ Ｍｉｎ． Ｓ Ｐ Ｃｒ Ｍｏ Ｖ ＺＧ２００－－４００ ０．２０ ０．５０ Ｏ．８Ｏ Ｏ．Ｏ４ ０．０４ ２．４６ ＺＧ２３Ｏ一４５０ Ｏ．３Ｏ Ｏ．５Ｏ Ｏ．９Ｏ ０．０４ ０．０４ ２．４０ ＺＧ３ｌＯ一５７０ ０．４０ Ｏ．５Ｏ Ｏ．９Ｏ Ｏ．Ｏ４ ０．０４ ２．３５ ０．１２～ ０．２Ｏ～ ０．４Ｏ～ １．２Ｏ～ ０．９０～ ０．２５～ ＺＧ１５ＣｒｌＭｏｌＶ Ｏ．Ｏ３Ｏ Ｏ．Ｏ３Ｏ ２．４～２．６ ０．２０ ０．６０ ０．７０ １．７０ １．２Ｏ ０．４０ ０．１５～ ０．２Ｏ～ ０．５Ｏ～ ０．５Ｏ～ ０．４Ｏ～ ＺＧ２０ｃｒＭｏ ０．０４０ ０．０４０ ２．３～２．５ ０．２５ ０．６０ ０．８０ Ｏ．８Ｏ Ｏ．６Ｏ 在铸造工艺设计上．如果线收缩率选 为：外圆（２３００＋２０）Ｘ（１＋１．５ ）＝２３５４． 用不正确，将影响铸件的尺寸偏差。如图１ ８（ｍｍ），内圆（２１５０—２０）Ｘ（１＋１．５ ）＝ 所示铸造外环，材质为ＺＧ２３０－－４５０。假如 ２１６２．０（ｍｍ）。由于铸件基本上是处于自由 外圆和内圆各留１０ｍｍ加工余量，铸件模 线收缩状态，而ＺＧ２３０—４５０的自由线收 样预放的线收缩率１．５ ，那么模样尺寸 缩率为２．４ ．则用该外环模样生产的铸 件尺寸为：外圆２３５４．８—２３５４．８×２·４％ 情况下，其线收缩率为０．４８ 。 工艺上设置的砂芯、芯骨、冷铁和冒口 等对铸件收缩将产生较大的阻碍力。所以， ＺＧ２３０－－４５０铸钢，在铸件具有较强阻碍收 缩力与无阻碍收缩力的情况下，两者的线 收缩率相差１．９２ 。假设有两件长度都为 １０００ｍｍ的铸钢件，其中一种形状、结构很 复杂，而另一种则很简单。若都取相同的工 艺参数，那么，浇出铸件的总长度前者将会 比后者长１９．２ｒａｍ 这说明铸钢件的材质 虽然相同，但其形状、结构不同，最终铸件 ２２９８．３（ｒａｍ），内圆为２１６２．０—２１６２．０ ×２．４ 一２１１０．１（ｍｍ） 这样，外圆 ￣２２９８．３ｍｍ比￣２３００ｍｍ小１．７ｒａｍ；内圆 ２１ｉ０．ｉｍｍ比 ２１５０ｒａｍ小３９．９ｍｍ。造 成铸件的外圆无加工余量，而内圆每边有 约２０ｒａｍ的加工余量。所以，工艺上的线收 缩率选用不当，会造成外圆无加工余量的 情况。 的尺寸偏差也是很大的。 图２为汽缸上半局部图，它是形状、结 构都较复杂的铸钢件。缸体内设置了砂芯、 芯骨、冷铁和冒口等，这些对铸件凝固收缩 将产生较大的阻碍力。为了防止铸件产生 尺寸偏差，在中分面法兰径向将模样预放 １．０ 线收缩率。浇出铸件的局部尺寸如图 ２所示。在加工中，Ａ－Ａ视图部位钻孔时， 图１外 环 ６４的销孔在法兰径向边缘的下端露出高 约３０ｒａｍ一段缺口，在图２上￣６４ｍｍ销 孔在法兰边缘距缸体中心线尺寸设计为 假如模样预放的线收缩率１．５ 不 变，而将外圆加工余量改为２０ｒａｍ，这样， 浇出的铸件外圆的加工余量每边也还有 ８８０ｍｍ，而实际浇出铸件尺寸为８７５ｍｍ， 铸件尺寸偏小了５ｒａｍ，这说明铸件在径向 上的收缩阻力比预计的偏小，造成每件都 要进行焊补。 铸钢件的形状、结构是影响铸钢件尺 寸偏差的主要因素。在铸造工艺设计上，如 果处理不当，将造成铸钢件尺寸的较大偏 差。处理正确，可以控制铸件的尺寸偏差。 在图２中，法兰边至中心的尺寸 ８ｒａｍ。这说明，工艺上改变加工余量，上述 的尺寸偏差也可得到控制。 所以，合金的线收缩率和加工余量等 工艺参数，选择合理，才能控制铸件的尺寸 偏差 ３铸钢件的形状和结构因素对 其尺寸偏差的影响 铸钢件的形状和结构不同，收缩时所 受的收缩阻力也不相同，从而影响铸钢件 的线收缩率。以ＺＧ２３０－－４５０为例，在铸件 无阻碍收缩力的情况下，其自由线收缩率 为２．４ ；在阻碍收缩力较小时，其线收缩 率为１．６ ；有中等阻碍收缩力时，其线收 ８８０ｒａｍ，预放线收缩率１．Ｏ 后制出的模 样尺寸为８８８．８ｒａｍ，而最后浇出的铸件尺 寸为８７５ ｍｍ，其尺寸实际减少了１３． ８ｒａｍ，那么，铸件的实际线收缩率为１． ５８ 。这样，我们从工艺上把模样的线收缩 率１．０ 改为１．５８ ，正好控制了铸件的 缩率为０．９％；而在有较强阻碍收缩力的 尺寸偏差。３９ 另外，用工艺补正量可控制铸钢件某 胚就不存在了。 些局部的尺寸偏差 在上述汽缸例子中，线 收缩１．０ 不变，而以两种线收缩率的尺 ４结束语 寸差５．１ｍｍ作为工艺补正量，将兰法宽度 综上所述，铸造合金在凝固线收缩过 增加５．１ｍｍ。最后得到的铸件尺寸仍然是 程中，祷件尺寸将发生一系列的变化．有可 ８８０ｒａｍ。 能造成铸件的尺寸偏差 如何控制铸钢件 从设计铸件方面考虑铸钢件的尺寸公 的尺寸偏差，我们认为： 差，从而控制铸钢件的尺寸偏差 铸钢件的 （１）从工艺设计上正确确定铸造合 尺寸公差，国家有专门的技术标准。如图２ 金的固态线收缩率； 的汽缸尺寸，按公差标准，８８Ｏｍｍ尺寸允 （２）根据祷钢件的形状和结构，从工 许偏差士６ｒａｍ，应该说上述汽缸铸件实际 艺设计上正确确定模样的预放线收缩率； 尺寸８７５ｍｍ是在公差范围之内，其铸件尺 （３）用工艺补正量来控制铸钢件的 寸是合格的 ￣６４ｍｒｎ销孔穿露了，是由于 尺寸偏差； 汽缸尺寸设计不当所造成的。为此，经与设 （４）设计者设计铸钢件时，要考虑铸 计者协商，把￣６４ｍｍ销孔中心尺寸 件的尺寸公差，从而控制铸钢件的尺寸偏 ８４５ｍｍ改小以后，铸件在销孔处的穿露问 差。 Ａ—Ａ Ｉ４０５ 图２汽缸上半俯视图（局部）