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設(shè)計要求
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結(jié)構(gòu)設(shè)計:根據(jù)橋殼的使用場景和性能要求進行優(yōu)化。例如,考慮到橋殼鋼板托上部受壓應(yīng)力、下部受拉應(yīng)力以及鑄鐵材料抗壓能力是抗拉能力的 3-4 倍的特點,將下鋼板托兩側(cè)采用結(jié)構(gòu)加強設(shè)計,如設(shè)置加強筋,合理調(diào)整各部位壁厚,從琵琶孔向兩邊壁厚逐步增大,以達到等應(yīng)力設(shè)計的要求。
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性能參數(shù):明確高強度鑄鐵橋殼的機械性能指標(biāo),如抗拉強度、屈服強度、延伸率、硬度等。例如,有的高強度球墨鑄鐵橋殼要求抗拉強度≥550MPa,屈服強度≥350Mpa,延伸率≥15%,硬度(HB)156-217。同時,還需考慮橋殼的疲勞壽命等性能。
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材料選擇
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鑄鐵類型:通常選用球墨鑄鐵,因其具有較高的強度和韌性。例如,QT550-10、QT600-3 等球墨鑄鐵牌號,通過合理的化學(xué)成分設(shè)計和球化處理,可滿足高強度橋殼的性能要求。
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化學(xué)成分控制:嚴(yán)格控制鑄鐵中的化學(xué)成分,如碳(C)含量一般在 3.2%-3.9%,硅(Si)含量在 2.0%-2.8%,錳(Mn)含量在 0.1%-0.4%,磷(P)含量≤0.05%,硫(S)含量≤0.03%,并可添加鉻(Cr)、鉬(Mo)、銅(Cu)等合金元素,以提高鑄鐵的強度、硬度和耐磨性等,如 Cr 含量在 0.2%-0.5%,Mo 含量在 0.2%-0.5%,Cu 含量在 0.2%-0.5%。
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制造工藝
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造型工藝:可采用兩箱分模造型,分型面選擇在后橋殼兩耳孔水平中心線處,根據(jù)不同位置的熱節(jié)大小,分別設(shè)置相應(yīng)的冒口,以滿足補縮要求。型砂可選用石英砂、樹脂和固化劑按一定比例混合,如 95%-96%:1.6%-3.2%:1%-1.5%,混合時間為 30-45s,固化時間為 55-65s,固化后得到的砂芯表面涂抹涂料并點燃自干,以提高砂芯的強度和透氣性。
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熔煉工藝:在電爐中加入原材料進行熔煉,融化后出鐵液溫度控制在 1510-1550℃,以保證鐵液的質(zhì)量和流動性,同時去除鐵液中的雜質(zhì)和氣體。
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澆注工藝:澆注鐵液的溫度一般控制在 1370-1396℃,澆注時間為 50-60s,確保鐵液能夠順利填充型腔,避免產(chǎn)生氣孔、砂眼等缺陷。
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熱處理工藝:根據(jù)需要對鑄件進行熱處理,如退火、正火、回火等,以消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力,提高其強度、韌性和硬度等性能。
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質(zhì)量檢測
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外觀檢測:檢查橋殼表面是否有氣孔、砂眼、裂紋、夾渣等缺陷,表面粗糙度是否符合要求。
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尺寸精度檢測:采用量具等手段檢測橋殼的各部分尺寸,如長度、寬度、厚度、孔徑等,確保尺寸偏差在設(shè)計要求的公差范圍內(nèi)。
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內(nèi)部質(zhì)量檢測:通過超聲波探傷、磁粉探傷、滲透探傷等無損檢測方法,檢測橋殼內(nèi)部是否存在裂紋、縮孔、疏松等缺陷,如鑄件加工面要求超聲波探傷達到 GB/T7233.1-2009 標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量等級三級,全部外側(cè)及內(nèi)腔圓角均要進行磁粉探傷,達到 GB/T9444-2007 質(zhì)量等級 3 級等。
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機械性能檢測:通過拉伸試驗、硬度試驗、沖擊試驗等方法,檢測橋殼的抗拉強度、屈服強度、延伸率、硬度等機械性能指標(biāo)是否符合設(shè)計要求。
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