大型鍛件旋轉(zhuǎn)鎖定螺桿的研制
某型號(hào)的升船機(jī)為齒輪齒條爬升式機(jī)型 ,以大螺桿螺母作為安全裝置。正常運(yùn)行時(shí),螺桿螺母由船廂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng),空轉(zhuǎn)著沿螺桿或螺母柱與船廂同步升降。當(dāng)升船機(jī)平衡條件破壞時(shí),首先應(yīng)停機(jī)并制動(dòng) ,隨著兩側(cè)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(jī)事故安全機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)鎖定螺桿 ,材質(zhì)42CrMo4,外圓直徑1550mm,盲孔直徑820mm,長(zhǎng)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(nèi)孔超聲檢測(cè)一加工螺紋一正火+調(diào)質(zhì)處理一力學(xué)性能試驗(yàn)一超聲檢測(cè)。
2 研制過程
2.1 冶煉
合理配比化學(xué)成分 ,配優(yōu)質(zhì)低銅廢鋼 、料頭、 生鐵 ,嚴(yán)禁配入土鐵 。電爐冶煉時(shí)保持爐況良好 。 電爐出鋼時(shí),杜絕氧化渣進(jìn)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(shí)間不得過長(zhǎng),所有成分進(jìn)規(guī)后,進(jìn)真空工位進(jìn)行低真空處理。錠模系統(tǒng)落真空蓋 前再抽風(fēng)吸灰一次 ,確保錠模系統(tǒng)清潔干燥。澆注時(shí)根據(jù)兌鋼情況調(diào)整注速,防止抽空斷流。澆注時(shí)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(shí)壓透 ,用WHF法拔長(zhǎng)。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(yán)格控制始鍛和終鍛溫度 ,有效預(yù)防鍛件表面裂紋的產(chǎn)生。嚴(yán)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(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。待力學(xué)性能合格后,取一根徑向試棒進(jìn)行硬度梯度檢測(cè),以確保精加工后齒面硬度合格。
3 生產(chǎn)過程質(zhì)量控制
(1)打芯時(shí)面砂全部采用鉻鐵礦樹脂砂 ,厚度40mm~50mm,細(xì)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(shí) ,用力不能太大 ,防止苯板變形。(2)對(duì)外冷鐵與活件的接觸表面進(jìn)行打磨或噴丸處理 ,去除油、銹 ,保持表面清潔。 (3)型腔內(nèi)泡沫模型應(yīng)盡可能清除 ,否則不但不能保障型腔內(nèi)部涂料粉刷均勻,而且澆注時(shí)型腔內(nèi)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(chǎn)生大量氣體形成氣孔 。如果型腔 內(nèi)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(huì)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(nèi)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(nèi)鼓熱風(fēng)3h~4h,加熱溫度在110~130℃之間 。
(5)澆注系統(tǒng)及型腔內(nèi)一定要保證清潔,澆注前使用真空泵對(duì)型腔及水口進(jìn)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(nèi)控磷 、硫含量不大于0.015% ,嚴(yán)格控制冶金質(zhì)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(nèi)撒保溫劑 ,厚度大于200mm。 (7)在性能熱處理之后去除細(xì)薄齒之間的拉筋。拉筋把細(xì)薄齒連接為一體 ,收縮時(shí)整體受力而防止變形。
4 結(jié)論
采用優(yōu)化工藝生產(chǎn)的鍛件 ,解決了從前生產(chǎn)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(zhì)量與尺寸都滿足設(shè)計(jì)要求。