大型鍛件旋轉鎖定螺桿的研制
某型號的升船機為齒輪齒條爬升式機型 ,以大螺桿螺母作為安全裝置。正常運行時,螺桿螺母由船廂驅動機構帶動,空轉著沿螺桿或螺母柱與船廂同步升降。當升船機平衡條件破壞時,首先應停機并制動 ,隨著兩側不平衡載荷的逐漸增加 ,螺桿螺母間的間隙消失 ,船廂被鎖定.升船機事故安全機構旋轉鎖定螺桿 ,材質42CrMo4,外圓直徑1550mm,盲孔直徑820mm,長3335mm.
1 工藝路線
電爐冶煉 (EF)+精煉(LFV1)+VD一 鋼錠紅送鍛造一等溫退火粗加工外圓、內孔超聲檢測一加工螺紋一正火+調質處理一力學性能試驗一超聲檢測。
2 研制過程
2.1 冶煉
合理配比化學成分 ,配優(yōu)質低銅廢鋼 、料頭、 生鐵 ,嚴禁配入土鐵 。電爐冶煉時保持爐況良好 。 電爐出鋼時,杜絕氧化渣進人精煉包中,爐后脫氧 。精煉鋼包包況要好,烘烤干燥,氬氣攪拌壓力充足,高溫冶煉時間不得過長,所有成分進規(guī)后,進真空工位進行低真空處理。錠模系統(tǒng)落真空蓋 前再抽風吸灰一次 ,確保錠模系統(tǒng)清潔干燥。澆注時根據(jù)兌鋼情況調整注速,防止抽空斷流。澆注時氬氣壓力要足,確保散流良好,注意觀察,控制澆高.
2.2 鍛造
采用兩鐓兩拔 ,將鍛件壓實壓透 ,用WHF法拔長。齊帽口線壓鉗把 ,用鉗把料鍛兩段較小直徑 ,先成形大端 ,再掉頭成形小端。嚴格控制始鍛和終鍛溫度 ,有效預防鍛件表面裂紋的產生。嚴格控制鍛件工藝尺寸,確保底部和冒口端棄料充分 。
2.3 熱處理
合理制定熱處理工藝,鍛件粗加工完后將所有棱角倒鈍,進行調質處理。待力學性能合格后,取一根徑向試棒進行硬度梯度檢測,以確保精加工后齒面硬度合格。
3 生產過程質量控制
(1)打芯時面砂全部采用鉻鐵礦樹脂砂 ,厚度40mm~50mm,細薄齒間放置的草繩不要直接接觸到苯板 ,并使用直徑16mm圓鋼撞實 ,用力不能太大 ,防止苯板變形。(2)對外冷鐵與活件的接觸表面進行打磨或噴丸處理 ,去除油、銹 ,保持表面清潔。 (3)型腔內泡沫模型應盡可能清除 ,否則不但不能保障型腔內部涂料粉刷均勻,而且澆注時型腔內可能發(fā)生金屬液沸騰現(xiàn)象 。鑄型中的模型受到高溫金屬液的作用,泡沫先發(fā)生軟化、熔融,繼而燃燒汽化,泡沫易產生大量氣體形成氣孔 。如果型腔 內澆注速度慢或透氣性好,氣體壓力小,有利于分解物滲入或逸出鑄型。但澆注速度過快 ,來不及排出型腔外部的氣體會卷入鋼水中。 氣體壓力過大可能發(fā)生金屬液沸騰現(xiàn)象,并且使未完全汽化的模樣殘留物卷入金屬液中或壓向鍛件表面,引起缺陷。 (4)涂料涂刷前,使用壓縮空氣管清除表面雜物。型腔內表面刷鋯英粉涂料 3~4遍 ,保證涂料涂刷均勻 。為了確保型腔表面干燥,減少表面的水汽,澆注前向型腔內鼓熱風3h~4h,加熱溫度在110~130℃之間 。
(5)澆注系統(tǒng)及型腔內一定要保證清潔,澆注前使用真空泵對型腔及水口進行徹底抽砂。 (6)鋼水要求精煉(LH),保證鋼水成分均勻 ,溫度穩(wěn)定 ,內控磷 、硫含量不大于0.015% ,嚴格控制冶金質量和殘余元素含量 ,澆注溫度控制在1560~l57O℃之間。澆完后 ,向冒口內撒保溫劑 ,厚度大于200mm。 (7)在性能熱處理之后去除細薄齒之間的拉筋。拉筋把細薄齒連接為一體 ,收縮時整體受力而防止變形。
4 結論
采用優(yōu)化工藝生產的鍛件 ,解決了從前生產過程中出現(xiàn)的各種缺陷問題 ,減少了模型制作成本 ,并且鑄件表面質量與尺寸都滿足設計要求。