■冯秀民，裴林，白士勇

1. 缺陷分析

我公司生产的30MW无磁压圈铸件产生的主要缺陷为冷隔和粘砂，缺陷有共性，冷隔多发生在最后一浇上下法兰处，粘砂多产生在立筋圆角处。两种缺陷共存是由于铸件浇注时为一炉多浇，浇注温度和充型速度存在差异，而铸件壁厚不均匀，型腔各部位钢液上升速度也存在差异。

原工艺为了解决铸件冷隔问题，采用提高浇注温度的方式，这样虽然冷隔问题得到了缓解，而粘砂缺陷很严重。无磁钢材质为ZG25Mn18Cr4，这种材质熔点不高，且钢液流动性相对较好，用提高浇注温度来解决铸件冷隔缺陷效果并不明显，而负面作用却很大，粘砂、砂眼等缺陷问题明显增多且很严重。

我们对充型时铸件型腔内各部位钢液的上升速度进行计算，结合铸件产生冷隔的位置，得出钢液上升速度不足是产生冷隔的主要原因，从这方面入手我们进行了技术准备及生产试制工作。

2. 制订试制方案及目的

（1）降低浇注温度，暂定浇注温度下调30℃。

（2）调整浇注系统，目的是提高钢液在铸型中的上升速度。①钢包注口增大。②增加浇注系统的开放程度。③设计专用陶瓷管砖固化浇注系统，让钢液在浇道中流动顺畅。

（3）冒口调整，使用发热冒口替换普通冒口，目的是提高铸件工艺出品率，降低成本。

3. 技术准备

（1）铸造工艺方案 如图1所示。

（2）工艺参数计算 ①经计算，ZG25Mn18Cr4钢熔点为1430~1440℃。②充型能力计算，如图2、附表所示。

图1 铸造工艺

钢液上升速度分布表 （m/s）

图2 剖面

（3）计算机数值模拟 冒口使用发热冒口，总钢液量单件减少1300k g，图3是新工艺模拟结果，可满足铸件质量要求。

4. 过程质量控制措施

（1）明确工艺流程，设定质量见证点。流程图4中，R为文件见证，H为停工待检点。

图3 X-RAY模拟结果

图4 工序流程

（2）编制质量控制技术文件。编制专用制造大纲，明确并固化生产操作过程；编制质量计划对各工序关键点质量进行监控管理。

5. 生产试制

对6件（2炉次）铸件进行试制生产，6件产品质量有明显好转，对比6件产品表面质量，每炉的第一、第二浇铸件表面很好，一次交检合格，第三浇铸件在上法兰背面（上升速度最慢区域）存在冷隔，下序加工时可以完全去除，不用修复。目前，该工艺已批量应用于实际生产，并推广到同类产品，且正在根据铸件具体结构做工艺调整工作，应用效果如图5、图6所示。

图5 打箱后铸件表面情况

图6 调整后铸件表面照片

6. 结语

通过生产试制验证了工艺措施的正确，提高型腔钢液的上升速度是解决该类产品表面冷隔的正确方法。浇注温度不能过高，试制时浇注温度为1530～1540℃，实际浇注时第三浇次的浇注温度应在1525～1535℃，结合我公司采用铸型材料的实际情况，这个浇注温度是比较适合的，根据试制结果对于ZG25Mn18Cr4钢无磁压圈铸件，浇注时钢液上升速度要大于5mm/s，才可以彻底消除表面冷隔缺陷。另外，用保温冒口代替普通砂型冒口，铸件工艺出品率提高明显，大幅降低了成本。