球墨铸铁井盖的冷隔及其防治措施

球墨铸铁井盖的冷隔及其防治措施 球墨铸铁井盖的冷隔及其防治措施 科学之友FriendofScienceAmateurs2012年01月 1引言 球墨铸铁井盖的冷隔及其防治措施 陈闹清 (山西省交城县兴龙铸造有限公司,山西交城030500) 摘要:球铁井盖的壁厚一般都比较薄,而冷隔缺陷是球铁井盖在生产中遇到的主要问题 之一.文章通过对充型铁水的充型动力,阻力以及铁水温度和自身特性等这些铁水充型能 力的研究,较详细地 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 了冷隔形成的原因,从而找出了冷隔缺陷的防治方法,并把这些方 法应用于生产实际,取得了良好效果,验证了这些方法的科学性和实用性.虽然冷隔现象在铸 造行业是司空见惯的缺陷,但是,对于球铁井盖这一特定产品的研究还是很有现实意义的. 关键词:冷隔;充型动力;特定产品 中图分类号:TF1文献标识码:A文章编号:1000—8136(2012)02—0017—03 球墨铸铁井盖,在国内和国际市场上的需求量日益增大,市 场的竞争也El趋激烈,这要求产品在品种和使用功能上要多样 化,要求重量轻,强度高,表面质量好,使用寿命长.在井盖设计 上,其上皮和壁厚被设计得越来越薄,这就给冷隔缺陷的出现提 供了较大的可能性.实践表明,冷隔是球铁井盖生产的第一大缺 陷.据统计,冷隔所形成的废品占井盖全部废品的近70%.冷隔 问题解决得好,会极大地提高产品质量及成品率,降低成本,提 高市场竞争力. 2冷隔的认识 (1)铁水在浇注过程中,通常在最后填充处,从不同方向来 的铁水流最后汇集于一点.汇集时,如果出现液流静压头不够或 断流,液流前端高低不同,温度偏低近乎凝固,型腔有局部气压, 或铁液有氧化现象而形成较大表面张力时,铁水流就会不接触 或刚刚接触而融汇不到一块,使铸件在此处形成空位或波浪形 条纹,这就是铸件的冷隔. (2)两个球铁井盖的生产由于其壁厚度薄(4,l0),尺寸范围 较大(400—1400),球铁的铁液残渣较多,使得铁液填充特别困 难.冷隔降低了井盖整体强度,影响了铸件表面质量,在井盖生 产中,用肉眼可见的冷隔井盖几乎全是废品.在手工造型和机器 造型中都经常出现冷隔,冷隔的部位和形状与产品本身和生产 工艺等因素有关,见图1,图2. 图1手工造型出现的冷隔井盖图2造型线出现的冷隔井盖 3冷隔形成机理 3.1铁水充型过程 球化孕育处理后的铁水经浇注,系统由近而远,先低后高, 呈一定坡度从数个方向,沿不同路径填充铸型.哪条线路路径 短,截面宽,阻力小,哪条线路的铁水流流动速度就快.离浇道越 远,经过的线路截面越小的液流,温度就越低,流动性就越不好. 最后充型的地方,是几股铁水流汇聚的地方,也是温度最低的地 方.最后充型的时候,也可能是型腔透气性最差,反压力最大,充 型压头偏小的时候,在此时此处铁水流变稠,表面张力变大,两股 或数股液流不能充分接触或融汇,在铸件上就会形成空位或衔接 条纹,见图3. 蠲门硷隔波纹 l=:==]旺=c兰三兰 $VVVVVV V??卷呐V ,簟'I,I yVVVVy VVV$怪l$jlfV $VVy~vvV VlJH嗣tt钳C期0 V臣螭簏州V$ VVV$|I,VVVV 图3井盖浇注充型过程示意图 3_2铁水流的动力 从铁水浇注开始至铁水凝固前,整个铸型内金属液始终受到 铁水静压力的作用,这个静压力的大小与直浇道的高低(还有浇 口杯的部分高度)有关,与即时液流所处的位置有关.总的来讲, 直浇道越高,即时液流所处的位置越低,被施加的动力就越大,充 型能力就越强.另外,浇注开始或完成时,铁水包由上至下注入浇 口杯,对铁水也施加了一定的速度,尽管这个动力在浇注稳定后 可不计,但是在非稳定阶段(浇注开始或中间断流)的情况下,静 压头几乎没有,这个动力还是存在的,它施加给铁水的紊流和漩 涡是造成很多铸造缺陷的源头. 3.3铁水流的阻力 铁水流充型过程中:?型腔受到铁液烘烤,水蒸气,空气等各 类气体急剧膨胀,随着充型过程的进行,型腔逐渐变小,加之铸型 排气能力不变,自然就形成型腔压力.如果铸型水分含量高,透气 性差,铁液充型速度快,所产生的型腔压力就大.浇注刚开始,有 集中的排气冒口,绝大部分气体可及时排出,型腔压力就小.到了 浇注后期,排气冒口被封死,全部气体只能从铸型排出,型腔压力 就会增高.?铁液在流经铸型时,受到铸型的阻碍作用,这就是铸 型阻力.铸型阻力与型腔大小,复杂程度,表面粗糙度以及铁水流 一 17— 陈闹清:球墨铸铁井盖的冷隔及其防治措施 经距离有关.铸件越庞大复杂,壁厚越薄,浇注系统越少,离薄壁 处越远,型腔表面就越粗糙,铸型阻力就越大.铁水流的阻力是 制约铁水充型能力的重要因素,它是由铸件结构,型腔情况,工 艺措施决定的. 3.4铁水充型能力 铁水填充型的能力,是铁水的内在属性,包括合金种类及其 成分,结晶特点以及浇注温度等.对于球墨铸铁,一方面,由于有 稀土镁的存在,合金结晶范围宽呈树枝状凝固,黏度和表面张力 增大,流动性下降;但另一方面,球墨铸铁的材质不受碳当量的 影响,只要合金配制得当,碳当量接近共晶点,残余稀土镁适当, 流动性还是会大大改善的.浇注温度对液态金属的充型能力有 决定性的作用,浇注温度越高,充型能力就越强.在一定温度范 围内,充型能力随浇注温度的提高而直线上升,越过某界线后, 由于吸气多,氧化严重,充型能力的幅度减小,温度太高会给铸 件带来一系列其他问题. 3.5冷隔影响因素 综上所述,经球化处理的铁水流充型过程中受到静压头的 推动作用,同时也受到铸型的阻碍作用和型腔内气体的反压作 用.在这几个力的共同作用下,铁液在型腔内向前推进,与型腔 接触过程中,铁液温度逐渐降低,达液相线后开始结晶,离内浇 口越远的液流温度越低,结晶倾向越大.铸型阻力越大,型腔气 体反压力越大,几股液流相遇,最易形成冷隔,还包括型腔情况 和压头,是形成冷隔的外部原因.在铁水的充型过程中,球化铁 水的成分,残余稀土镁量,终硅含量,以及铁水的温度这些影响 铁水充型能力的因素都对冷隔的形成有直接的影响,这是冷隔 形成的内部原因,其中铁水浇注温度是内因中的内因.最后,如 果浇注过程缓慢或断流也是铸件形成冷隔的重要因素. 4冷隔缺陷的防治 4.1球化铁水的选择 ?球化铁水在成分上要选择共晶当量的铁水,由于球化剂 的加入,碳当量应在4.6%一4.7%为好.?由于球化剂的加入增加 了铁液的树枝状结晶倾向和表面张力,因此,残余稀土镁的量要 尽可能低脚,通常残余稀土含量RE<O.02%,0.03%<Mg< 0.o4%.?孕育处理要到位,防止自由惨碳体的出现,通常Fe,c< 3%.?球铁井盖是薄壁件,而且是潮模铸造,终硅含量应偏高, 应控制在2.6%<Si<3.0%.?球墨铸铁中,不允许有超过通用 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的微量元素,这一点也特别重要. 4.2浇注温度的选择 浇注温度对冷隔的防治起决定性的作用,温度越高,铁液冷 却凝固时间越长,但盲目提高浇注温度会给铸件带来粘砂,缩孔, 变形等铸造缺陷,通常球墨铸铁井盖的浇注温度在1350 1400?为宜. 4.3铸件结构设计 球铁井盖结构的设计尽量做到皮厚,壁厚适中,小件不小于 4,6mm,大件不小于6—8mm.而且在符合力学性能的前提下,尽 量做到承力筋少,间距均匀,过渡平缓,留适中的铸造圆角,不留 尖角,结构简单明了,芯子少,这些都是减少铸件冷隔和其他缺 陷的有效方法. 4.4铸型条件的选择 铸型蓄热系数低,导热能力强,紧实度大,不加冷铁,都有利 于铁水保温.使用涂料能改善摩擦条件,降低流动阻力,但潮模 通常在铸型表面撒石墨粉,这方面的作用不大.适当降低型砂中 的含水量和发气物质的含量,减少型砂发气量.在满足强度要求 一 18一 下,砂箱高度要尽量低,铸型上扎出气眼,或在适当的地方留出 气冒口,以提高铸型的整体透气能力,减小铸型中气体的反压 力,都有利于铁水充型,减少冷隔缺陷. 4.5浇注系统开设 浇注系统的开设对铁水充型的影响也是十分明显的,直浇 道要有足够的高度,如砂箱高度不够,可加浇口杯来补足,以保 证整个浇注系统有足够的静压力.内浇道是控制金属液流动速 度的关键组元,通常应开得偏大点,但是开得过大,充型过快,不 利于各注入口的平稳分配.再者,内浇道的开设位置应保证铁水 充型均匀,浇注路程短,最后充型部位壁厚不薄等,因此内浇道 的开设应数量均匀,面积适中.出气冒口是防止型腔形成反压力 的有效组元,出气冒口通常留在铁水最后充型部位.浇注系统的 开设要考虑整个铸型的充型速度,总的来讲是快点好,有利于铁 水保温,但是充型速度过快,易形成铁水的飞溅,喷射现象,使金 属氧化和产生铁豆缺陷,使型腔气体来不及排出,反压力增加, 反而造成"浇不到"或"冷隔"缺陷.浇注系统的开设应考虑铁水 流动的平稳和均匀,尤其对于一型数个铸件,充型不匀就可能会 使某个部位或某个铸件断流,从而形成冷隔,因此,应选用封闭 式的浇注系统. 4.6浇注 在保证浇注铁水成份和温度合格的情况之下,浇注方法也 是极其重要的环节.首先,要使铁水快速充满浇口杯,然后一直 保持浇口杯处于充满状态,保证整个浇注系统不断流,这一点至 关重要.再者,对于一些特殊的铸件还要进行二次补浇. 5生产实践 (1)铸造手段:采用Zll0造型机线生产,铸型强度16N/em~, 透气性90. (2)造型工艺:砂箱高度140,一型浇4件,每个铸件都有独 立的排气冒口,采用闭式浇注系统,工艺排布见图4. 图4造型线工艺排布图 (3)铸件化学成分见表1. 表1井盖化学成分裹 元素含量C%Si%Mn%S%P%Re%Mg% 化学成份3.752.92O.260.0210.O620.0180.032 (4)浇注情况:铁水浇注温度1370?,浇注时间8,10s. (5)浇注数量:15箱,产品数量:60件. (6)检验:冷隔废品1件,其他废品1件,废品率3-3%. 6结论 冷隔是球墨铸铁井盖生产的第一"杀手",但是,如果认识到 (下转第20页) 韩俊升:高压电动机绝缘缺陷处理及分析 面(下层线棒侧),而该线棒槽楔存在松动现象,见图5.因为定子 线圈是整体结构,真空压力浸漆,现场无法修复.为了彻底消除 隐患,确保今后长期安全运行,将11循环水泵电机和12凝结水 泵电机返厂修理,更换定子绕组. 4原因分析 (1)2002年,交流高压电机开始应用推广少胶云母带真空压 力浸漆工艺,线圈包扎少胶云母带后,直接嵌入铁芯,然后整个 定子用无熔剂树脂VIP处理,漆液进入铁芯槽内填充线圈与铁 芯壁之间的空隙,同时要求漆液进入线圈内部,将线圈和铁芯团 固成为一个整体,浸漆的黏度比多胶工艺更低.2003年以前的产 品,在真空压力浸漆后再人烘房烘干时,部分缝隙处浸渍的漆流 出,在加热过程中,流动性加大,漏出定子铁芯槽,致使槽楔和线 圈固定性能变差. (2)磁陛槽楔制造质量不合格.机械强度和几何尺寸是影响 脱落的主要因素,机械强度过低时,装配时容易造成损坏.磁性 槽楔的两端宽度差和厚度差超过规定值后,装入槽内会一端紧 一 端松,松的一端容易产生磨损.而槽楔的燕尾楔角度与标准值 相差较大时,将使槽楔与铁芯的接触面积减小,从而使磁性槽楔 与槽口的结合力降低.这些都容易造成磁性槽楔的松动和脱落. (3)磁性槽楔脱落,造成槽楔粉碎,铁屑等杂物在定子线圈 四周飞溅,如击中定子线圈会造成定子线圈损伤,槽楔脱落造成 定子线圈在槽内松动,运行时产生振动,若长期振动,会引起定 子发生绝缘损伤,破裂等绝缘损坏现象. (4)电机定子线圈绝缘被击穿的部位存在绝缘薄弱点,如该 处云母绝缘层有一点杂质或是固化不紧密,存在一点气隙,运行 一 段时间后,受振动影响和局部放电影响,会引起绝缘损伤.这 种制造时遗留的缺陷,出厂试验无法发现,只有在运行中,随着 时间的延长,才会逐步显现出来. 5结论 (1)虽然磁性槽楔能起到一定的节能降耗的作用,也是电机 制造的趋势,但是从目前应用情况看,存在磁性槽楔脱落造成定 子线棒绝缘损坏的重大隐患.所以,为保证机组的安全可靠运 行,消除重要辅机存在的设备隐患,应利用机组检修机会,检查 该类型电机槽楔是否松动,脱落,如果发现槽楔松动,脱落,应将 其更换为非磁性槽楔. (2)严格执行检修预试规程和检修周期,检查所有电机绝缘 状况.如发现问题,应及时进行有针对性的处理,防止类似故障 的重复发生. (3)电动机冷态,热态启动时间间隔和次数严格按运行规程 执行,避免电动机频繁启动.. (4)加强设备巡检,执行点检 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 .发现电机振动,温度及声 音异常时,及时分析,采取相应措施予以消除. (5)加强设备制造或修理过程中的监造,避免在制造或修理 过程中发生因材质,工艺不良等造成的先天性设备隐患. (编辑:李晓军) High-voltageelectricalinsulationdefecthandlingandanalysis 'HanJunsheng Abstract:Twohigh-voltageelectricmotorinapowerplantinsulationbreakdownshaveoccur red,inwhichoneoccursinthenormaloperationof thestatorwindinginsulationfails,theotherisintheprocessofpreventivetestsfounddefectsinthestatorwindinginsulation.Thispaperdescribes thetwohigh-voltageelectricalinsulationdefecttreatmentprocessandcauseanalysisofmaintenanceforthesametypeofmotortoprovidearefer- ence. Keywords:highvoltagemotors;insulationdefects;analysis;treatment (上接第18页) 它的形成机理,认识到井盖生产"壁薄"的特殊性,针对性地从铁注方法.实践证明, 通过合理的方法能有效地防治井盖产品的冷 水的成分共晶,球化适量,孕育到位,终硅偏高上着手;在工艺上隔缺陷,获得完好的 铸件. 使其具有足够高的压头和良好的型腔透气性,采用闭式浇注系(编辑:李晓军) 统,使铸件结构简单均匀;在浇注上使用高温,快速,不断流的浇 ColdShutsandControlMeasuresoftheManholeCovers ofDuctileCastIron ChenNaoqing Abstract:Thethicknessofwallforductilemanholecoveriscomparativelythin,SOcoldshutisthemaindefectsforproduction.Throughresearchof liquidironmold-fillingcapacityofpower,resistance,temperatureanditselfcharacteristics,Weanalyzeindetailthecauseofformationandfindthe preventionandcuremethods.Applyingitintoactualproductionandgettinggoodresuhs,provingthesemethodsscientificityandpracticability.A1- thoughcoldshutphenomenonisthecommondefectsinfoundryindustry,itisfullofrealitymeaningforstudyingofductilemanholecoverspecific products.' Keywords:Coldshut;Mold:fillingcapacity;Specificproducts 一 20—