大型铸钢节点与无缝钢管焊接技术

铸钢件生产工艺中造型工艺的要点分析与总结

铸钢件生产工艺中造型工艺的要点分析与总结造型工艺要点：（一）基本原则： 1、质量要求高的面或主要加工面应放在下面。 2、大平面应放在下面。 3、薄壁部分应放在下面。 4、厚大部分应放在上面。 5、应尽量减少砂芯的数量。 6、应尽量采用平直的分型面。（二）基本要求： 1、木模：要求轮廓完整，无裂纹、无破损、无残缺，表面光洁，尺寸符合铸造工艺图纸要求，并经常进行尺寸校验。 2、砂箱：砂箱的尺寸大小应根据木模规格确定，大、中型砂箱应焊接箱筋。 3、浇注系统：根据铸件的结构特点的工艺要求，选择适宜的浇注系统，通常采用顶注式、底注式。（1）浇注系统设置基本原则：浇口、冒口安放位置合理，大小适宜不妨碍铸件收缩，便于排气、落砂和清理，应使铸型尺寸尽量减少，简化造型操作，节省型砂用量和降低劳动强度。

（2）内浇道位置的注意事项。 1）内浇道不应设在铸件重要部位。 2）应使金属液流至型腔各部位的距离最短。 3）应不使金属液正面冲击铸型和砂芯。 4）应使金属液能均匀分散，快速地充满型腔。 5）不要正对铸型中的冷铁和芯撑。 4、冒口（1）冒口设置基本原则： 1)根据铸件的结构和工艺要求正确选择冒口的形状、大小和安放位置。 2)根据冒口的有效补缩范围合理地确定冒口数量。（2）冒口设置基本要求： 1)对于壁厚不均匀的铸件，每个热节部位都必须设置冒口。 2）应尽量设置在铸件被补缩部位的顶部或近旁。 3）当铸件在不同高度上有热节需要补缩时，可设置多个冒口，但各冒口的补缩区必须隔开。4）冒口最好不设置在铸件重要的或受力较大的部位。 5）应尽量使内浇道通过冒口。 6）冒口应尽量不设置在铸件应力集中处。

钢管结构K型铸钢节点研究

钢管结构K型铸钢节点研究 [摘要]钢管结构因其具有轻巧美观，用钢量省等优点，在我国得到了迅速的发展，应用范围也愈来愈广。铸钢节点在现代大跨钢管结构中表现出了造型美观、可塑性强、受力安全合理等优点，正在逐渐被工程设计人员应用于工程实际之中。本文利用有限元分析软件－ANSYS 实现了对K型铸钢节点与钢管相贯节点在强度和节点转动刚度上的对比，并对K型铸钢节点在若干关键几何参数变化情况下进行了弹塑性大应变分析，并跟踪节点在整个加载阶段各点的应力、应变变化过程，计算出了节点的极限承载力。在非线性有限元求解过程中，考虑了网络精度、边界条件、材料特性等因素，结合10节点实体单元和4节点壳单元各自的特点分别应用于铸钢节点和与之焊接的钢管，使得到的极限承载力具有较高的工程精度。分析证明，通过合理的设计，可以使K型铸钢节点只在与钢管连接接口处发生轴向屈服破坏，避免了一般K型钢管相贯节点的支管拉压共同作用下过度变形破坏和冲切破坏，提高了结构连接的安全度。通过对K型铸钢节点与K型钢管相贯节点的有限元分析表明，K型铸钢节点应用于结构后，节点连接不能按照相贯节点铰接假设计算，也不可按照简单刚接考虑。K型铸钢节点存在刚域，使得与之相连的杆件转动会受到刚域的约束，计算长度进一步降低。本文通过计算与公式推导相结合的办法，提出了一种计算K型铸钢节点刚域长度的方法。对影响刚域长度的若干几何参数进行了分析，给出了节点刚域长度随几何参数的变化趋势，并根据该趋势通过数值拟合的方式提出了计算公式。最后，本文结合铸钢节点的铸造生产工艺对节点构造的合理性进行了探讨，提出了对实际工程设计有益的建议和理论依据。 [关键词]铸钢节点、钢管相贯节点、节点强度、节点刚度、有限元分析、弹塑性分析

铸钢节点有限元分析计算书

目录 1 分析软件 (1) 2 节点基本概况 (1) 2.1 铸钢节点材料基本性能 (1) 2.1.1 铸钢节点材料基本性能 (1) 2.1.2材料本构关系 (1) 2.2 节点分布概况 (3) 3 铸钢节点一有限元分析 (3) 3.1 节点概况 (3) 3.1.1 节点概况 (3) 3.1.2 内力选取 (4) 3.2单元选取及网格划分 (5) 3.3 边界条件和荷载作用 (5) 3.4 弹性分析结果 (6) 3.4.1应力云图 (6) 3.4.2变形云图 (7) 3.5 弹塑性极限承载力分析 (7) 4 铸钢节点二有限元分析 (8) 4.1 节点概况 (8) 4.1.1 节点概况 (8) 4.1.2 内力选取 (9) 4.2单元选取及网格划分 (10) 4.3边界条件和荷载作用 (11) 4.4 弹性分析结果 (11) 4.4.1 应力云图 (11) 4.4.2变形云图 (12) 4.5弹塑性极限承载力分析 (13) 5铸钢节点三A有限元分析 (14) 5.1 节点概况 (14)

5.1.1 节点概况 (14) 5.1.2 内力选取 (14) 5.2单元选取及网格划分 (15) 5.3边界条件和荷载作用 (15) 5.4 弹性分析结果 (16) 5.4.1 应力云图 (16) 5.4.2变形云图 (16) 5.5弹塑性极限承载力分析 (17) 6铸钢节点三B有限元分析 (18) 6.1 节点概况 (18) 6.1.1 节点概况 (18) 6.1.2 内力选取 (19) 6.2单元选取及网格划分 (19) 6.3边界条件和荷载作用 (20) 6.4弹性分析结果 (20) 6.4.1 应力云图 (20) 6.4.2 变形云图 (21) 6.5 弹塑性极限承载力分析 (21)

铸钢件的制作方案

铸钢件的制作方案一. 概述 xxX主体育场并非简单构筑物，其中的铸钢件要求尺寸精度高且加工制作难度大，其既为一件精密的机械零件，又是一件精美的艺术品。在xxX主体育场铸钢件的设计、模型制造、铸造、加工及质检等过程中，始终贯彻下述原则：我们在设计、生产制作过程中，认真执行相关国家、行业及特定验收标准。严格控制每一生产过程，确保提供外型尺寸符合图纸要求；化学成分、机械性能达到设计要求；铸钢件内外质量满足检测要求的高品质铸钢件。 xxX主体育场铸钢件是集计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测量(CAM)及先进的铸造凝固模拟分析技术（CAE）为一体的高科技产品。本内容详细介绍xxX主体育场铸钢件在设计、制作过程各个环节：难点及解决方案；铸钢件主要结构形式；制作工艺流程；铸钢件制作；质量控制；检验标准。二. 关键点、难点及解决方案（一）铸钢件的关键点关键点：xxX主体育场铸钢件结构形式需要满足下列要求：首先：铸钢件保证原设计的外部造型及整体受力要求。其次：铸钢件保证尺寸精度及表面粗制度的设计要求。最后：铸钢件内部结构符合铸造工艺的要求。解决方案：针对以上铸钢件的关键点，利用三维造型软件、有限元受力分析软件、计算机凝固模拟分析软件相互协调，在原设计的基础上深化设计满足上述要求的铸钢件结构形式（铸钢件三维实体模型）。（二）铸钢件的难点难点：由于xxX主体育场铸钢件的特点种类多、数量多、分枝多，导致大量的模型制作工作量。如何解决模型制作在满足设计的结构形式的前提下保证工期的要求是本工程的难点。解决方案：针对以上铸钢件的难点。利用三维造型软件。

铸钢件生产工艺要求及质量标准

铸钢件生产工艺要求及质量标准一、混砂工艺标准（一）材料要求： 1、造型砂：符合GB9442-88 、JB435-63细粒砂要求，一般选用二氧化硅含量较高的天然砂或石英砂，原砂粒度根据铸件大小及壁厚确定，原砂的含泥质量分数应小于2%，原砂中的水份必须严格控制，且一般应进行烘干。 2、水玻璃：水玻璃模应根据铸件大小来确定。（1）小砂型（芯）为加速硬化采用选用M=2.7—3.2的高模数水玻璃。（2）中型砂型（芯）可选用M=2.3—2.6的水玻璃。（3）生产周期长的大型砂型（芯）选用M=2.0—2.2的低模数水玻璃。（二）混制比例（质量分数%）造型砂/水玻璃=100：6～8 （三）混制时间：一般情况下混制5分钟，室温或水玻璃密度较大时可适当延长混砂时间。（四）混制后要求：混制好的造型砂要求无块状或团状，流动性较好。二、造型工艺要点：（一）基本原则： 1、质量要求高的面或主要加工面应放在下面。

2、大平面应放在下面。 3、薄壁部分应放在下面。 4、厚大部分应放在上面。 5、应尽量减少砂芯的数量。 6、应尽量采用平直的分型面。（二）基本要求： 1、木模：要求轮廓完整，无裂纹、无破损、无残缺，表面光洁，尺寸符合铸造工艺图纸要求，并经常进行尺寸校验。 2、砂箱：砂箱的尺寸大小应根据木模规格确定，大、中型砂箱应焊接箱筋。 3、浇注系统：根据铸件的结构特点的工艺要求，选择适宜的浇注系统，通常采用顶注式、底注式。（1）浇注系统设置基本原则：浇口、冒口安放位置合理，大小适宜不妨碍铸件收缩，便于排气、落砂和清理，应使铸型尺寸尽量减少，简化造型操作，节省型砂用量和降低劳动强度。（2）内浇道位置的注意事项。 1）内浇道不应设在铸件重要部位。 2）应使金属液流至型腔各部位的距离最短。 3）应不使金属液正面冲击铸型和砂芯。 4）应使金属液能均匀分散，快速地充满型腔。 5）不要正对铸型中的冷铁和芯撑。 4、冒口（1）冒口设置基本原则：

深圳大运会主体育场铸钢节点制作新技术

深圳大运会主体育场铸钢节点制作新技术曹富荣（江苏永益铸管股份有限公司，靖江214500）摘要：简述铸钢节点的优点，概述深圳世界大学生运动会主体育场钢结构工程铸钢节点的工程概况、结构特点以及化学性能和力学性能特殊要求。结合铸钢节点的生产过程，阐述深圳世界大学生运动会主体育场钢结构工程铸钢节点在深化设计、应力分析、铸造模拟凝固、造型、冶炼、浇注、热处理、机械加工等方面采用的新技术、新工艺，以及铸钢节点的化学成分检测、力学性能检测、无损探伤检测和焊接工艺评定。介绍铸钢节点在桥梁结构、海洋工程结构等疲劳荷载下的工程应用实例。关键词：铸钢节点先进技术工艺创新疲劳性能一、引言随着我国体育场馆、会展中心、机场候机楼、铁路车站、高层建筑等大型复杂钢结构工程建设的快速发展，铸钢节点以其优美的外观造型、优良的力学性能及焊接工艺性能，越来越受到工程界的关注。近年来，在大跨度空间结构及高耸结构中，承载力大、构造复杂的铸钢节点日益得到广泛应用[1-14]，并取得良好的技术经济效益。与焊接节点相比，铸钢节点的设计自由度大，具有良好的结构工艺性，可以按照受力状况采用最合理的截面形状，设计出具有复杂外形和内腔的结点，以满足建筑造型要求，并可根据需要设置加劲肋，提高结点的强度和刚度。铸钢节点可在工厂内进行整体浇铸，消除了相贯线重叠焊缝焊接产生的焊接应力超标现象，改善了结点的应力分布，提高了结点的承载能力。多支管铸钢节点的空间角度一致性好，可保证空间结构对节点制作尺寸精度的要求。铸钢节点的各向力学性能均匀性好，其优良的焊接工艺性能可保证厚壁铸钢节点现场焊接的焊缝质量。本文结合深圳世界大学生运动会（以下简称“大运会”）主体育场钢结构工程铸钢节点的生产实际，介绍大运会铸钢节点制作过程中所采用的新技术、新工艺。二、大运会主体育场钢结构工程铸钢节点制作新技术大运会主体育场钢结构工程采用了内设张拉膜的钢结构体系，钢屋盖结构形式为单层折面网格结构，平面形状为椭圆形，平面尺寸为285m×270m，钢屋盖最高点的高度分别为51.9m到68.4m。屋盖结构为双轴对称结构，包括马鞍形的外圈和内圈，外圈的高差为12m，内圈的高差为8.6m。大运会主体育场工程效果图见图1。大运会主体育场钢结构构件通过球铰支座底板、球铰支座上部铸钢节点、背谷铸钢节点、背峰铸钢节点、肩谷铸钢节点、肩峰铸钢节点、冠谷铸钢节点、冠峰节点、内环节点等承力节点进行连接，形成稳定的复杂空间结构体系。其中球铰支座底板通过锚杆及抗剪键与混凝土承台连接，球铰支座上部节点的凹球面通过穿心螺杆与球铰支座底板的凸球面实现铰接，用以承受整个钢屋盖荷载。大运会主体育场钢结构节点分布图见图2。大运会主体育场钢结构工程铸钢节点计有球铰支座底板、球铰支座上部铸钢节点、背谷铸钢节点、背峰铸钢节点、肩谷铸钢节点、肩峰铸钢节点、冠谷铸钢节点7类，每类各20件，总数量为140件，总重量为0.42万吨。大运会主体育场铸钢节点轴测图见图3。大运会肩谷铸钢节点(见图3e)的最大外形尺寸为5400mm×4600mm×3400mm，结构特点为10根支管

铸造生产的工艺流程

铸造生产的工艺流程铸造生产是一个复杂的多工序组合的工艺过程，它包括以下主要工序： 1）生产工艺准备，根据要生产的零件图、生产批量和交货期限，制定生产工艺方案和工艺文件，绘制铸造工艺图； 2）生产准备，包括准备熔化用材料、造型制芯用材料和模样、芯盒、砂箱等工艺装备； 3）造型与制芯； 4）熔化与浇注； 5）落砂清理与铸件检验等主要工序。成形原理铸造生产是将金属加热熔化，使其具有流动性，然后浇入到具有一定形状的铸型型腔中，在重力或外力（压力、离心力、电磁力等）的作用下充满型腔，冷却并凝固成铸件（或零件）的一种金属成形方法。

图1 铸造成形过程铸件一般作为毛坯经切削加工成为零件。但也有许多铸件无需切削加工就能满足零件的设计精度和表面粗糙度要求，直接作为零件使用。型砂的性能及组成 1、型砂的性能型砂（含芯砂）的主要性能要求有强度、透气性、耐火度、退让性、流动性、紧实率和溃散性等。 2、型砂的组成型砂由原砂、粘接剂和附加物组成。铸造用原砂要求含泥量少、颗粒均匀、形状为圆形和多角形的海砂、河砂或山砂等。铸造用粘接剂有粘土（普通粘土和膨润土）、水玻璃砂、树脂、合脂油和植物油等，分别称为粘土砂，水玻璃砂、树脂砂、合脂油砂和植物油砂等。为了进一步提高型（芯）砂的某些性能，往往要在型（芯）砂中加入一些附加物，如煤粉、锯末、纸浆等。型砂结构，如图2所示。图2 型砂结构示意图工艺特点铸造是生产零件毛坯的主要方法之一，尤其对于有些脆性金属或合金材料（如各种铸铁件、有色合金铸件等）的零件毛坯，铸造几乎是唯一的加工方法。与其它加工方法相比，铸造工艺具有以下特点： 1）铸件可以不受金属材料、尺寸大小和重量的限制。铸件材料可以是各种铸铁、铸钢、铝合金、铜合金、镁合金、钛合金、锌合金和各种特殊合金材料；铸件可以小至几克，大到数百吨；铸件壁厚可以从0．5毫米到1米左右；铸件长度可以从几毫米到十几米。 2）铸造可以生产各种形状复杂的毛坯，特别适用于生产具有复杂内腔的零件毛坯，如各种箱体、缸体、叶片、叶轮等。 3）铸件的形状和大小可以与零件很接近，既节约金属材料，又省切削加工工时。4）铸件一般使用的原材料来源广、铸件成本低。 5）铸造工艺灵活，生产率高，既可以手工生产，也可以机械化生产。铸件的手工造型

大型铸钢节点的设计与分析

表! 铸造碳钢件的机械性能表牌号屈服强度抗拉强度延伸率收缩率冲击韧性 !!"! ! （#$$%）（#$$%）（&）（&）（’）（’($%） )*%++,-++!%++!-++!%.!-+!/+!.010)*/2+,.3+ !/2+ !.3+ !2. !%2!2. !%41- 广东土木与建筑 *56#*78#*69:;<=>:=59>:<"#*<#>>9<#*"##$年"月第"期@>A "##$ #B1"! 前言铸钢节点由于具有结构多样化、外形美观、施工工期短等特点以及良好的适用性，近年在我国大型钢结构建筑、桥梁等工程中逐渐得到推广应用［2］。然而目前尚未有一套成熟的铸钢节点设计方法与产品标准，且在实际荷载作用下铸钢节点的应力状况十分复杂，直接制约了其推广应用，因此对大型或形状复杂的铸钢节点有必要进行一系列的设计、制作和试验研究分析。本文结合广州国际会展中心工程钢结构中的铸钢节点设计实例，对大型铸钢节点的设计基本原则及受力进行了初步研究与分析。通过铸钢节点的试验研究和分析，对其承载安全性作出判断，并给出建议的铸钢节点设计强度准则，为制定相应技术标准和推广应用提供可靠的依据。 "铸钢节点设计基本原则铸钢节点设计时，在满足铸造工艺要求的同时，必须充分考虑钢结构在安装施工过程中与节点相关的每一环节，并根据项目技术要求确定铸造节点基本设计原则。由于铸造节点的轴线为空间任意方向，因此必须采用有关软件进行节点的三维实体设计，其主要基本原则如下： !铸钢节点必须具有可焊性； "节点中各肢杆、拉索套管、筒身等各自中心线宜相交于空间坐标原点，避免产生偏心扭矩； #肢杆外径应与相应桁架杆件相同，其主要受力肢杆端面的壁厚宜为相接桁架杆件的%倍，次要受力的肢杆端面壁厚可与相接桁架杆件壁厚相同； $节点肢杆和桁架杆件间应为对接熔透焊缝，节点各肢杆在端面应做成适当坡口； %为避免节点模型在断面突变处产生过大的应力集中，在断面变化处宜采用圆滑曲面过渡； &将设计提供的铸钢节点荷载作用在支座节点各肢杆的端面上，进行铸钢节点分析和优化设计，并保证有足够的安全度。 %工程实例广州国际会议展览中心展览大厅屋盖钢结构采用预应力张弦立体桁架结构，跨度2%C1C$，是目前国内跨度最大和最新应用的结构形式［%］。该张弦桁架两端分别搁置在柱顶上，搁置处既是拉索的锚固点，也是下弦杆、腹杆的交汇点，因此该节点受力复杂，节点受力分析和设计显得十分重要。设计要求节点为铸钢节点，材料为)*%++,-++铸钢，质量执行《一般工程用铸造碳钢》（*A22/.%）标准中的有关规定，详见表2。本工程铸钢节点由多根钢管以不同的空间角度汇聚于一点，具有形状复杂、尺寸和重量大等特点，加工制作难度极大。同时，铸钢节点极具观赏性，既是一件精密的机械零件，又是一件艺术品。根据设计方案和拉索张拉构造要求进行铸钢支座的节点设计，如图2所示。本工程设计的铸钢节大型铸钢节点的设计与分析陈荣毅（浙江大学空间结构研究中心杭州/2++%3）摘要：结合广州国际会展中心工程钢结构中的铸钢节点设计实例，对大型铸钢节点的设计基本原则及受力进行初步研究与分析，并通过有关试验研究和分析对节点的承载安全性作出判断，给出建议的铸钢节点设计强度取值和强度判别式准则，为制定相应技术标准和推广应用提供可靠的依据。关键词：铸钢节点；设计；节点试验；有限元分析；强度准则 C

铸钢件生产工艺技术

铸钢件生产工艺技术铸钢件是用铸造方法获得的金属物件，即把熔炼好的液态金属，用浇注、压射、吸入或其他方法注入预先预备好的铸型中，冷却后经落砂、清理(见铸件清理)和后处理(见铸件后处理)，所得到的具有一定外形，尺寸和性能的物件。对于强度、塑性和韧性要求更高的机器零件，需要采用铸钢件。铸钢件的产量仅次于铸铁，约占铸件总产量的15%。一、按照化学成分，铸钢可分为碳素铸钢和合金铸钢两大类。其中以碳素铸钢应用最广，占铸钢总产量的80%以上。 1、碳素铸钢一般的，低碳钢ZG15的熔点较高、铸造性能差，仅用于制造电机零件或渗碳零件；中碳钢ZG25～ZG45，具有高于各类铸铁的综合性能，即强度高、有优良的塑性和韧性，因此适于制造形状复杂、强度和韧性要求高的零件，如火车车轮、锻锤机架和砧座、轧辊和高压阀门等，是碳素铸钢中应用最多的一类；高碳钢ZG55的熔点低，其铸造性能较中碳钢的好，但其塑性和韧性较差，仅用于制造少数的耐磨件。 2、合金铸钢根据合金元素总量的多少，合金铸钢可分为两低合金钢和高合金钢大类。 1）低合金铸钢，我国主要应用锰系、锰硅系及铬系等。如ZG40Mn、ZG30MnSi1、ZG30Cr1MnSi1等。用来制造齿轮、水压机工作缸和水轮机转子等零件，而ZG40Cr1常用来制造高强度齿轮和高强度轴等重要受力零件。 2）高合金铸钢，具有耐磨、耐热或耐腐蚀等特殊性能。如高锰钢ZGMn13，是一种抗磨钢，主要用于制造在干磨擦工作条件下使用的零件，如挖掘机的抓斗前壁和抓斗齿、拖拉机和坦克的履带等；铬镍不锈钢ZG1Cr18Ni9和铬不锈钢ZG1Cr13和ZGCr28等，对硝酸的耐腐蚀性很高，主要用于制造化工、石油、化纤和食品等设备上的零件。二、铸钢的铸造工艺特点铸钢的机械性能比铸铁高，但其铸造性能却比铸铁差。因为铸钢的熔点较高，钢液易氧化、钢水的流动性差、收缩大，其体收缩率为10～14%，线收缩为1.8～2.5%。为防止铸钢件产生浇不足、冷隔、缩孔和缩松、裂纹及粘砂等缺陷，必须采取比铸铁复杂的工艺措施： 1、由于钢液的流动性差，为防止铸钢件产生冷隔和浇不足，铸钢件的壁厚不能小于8mm；浇注系统的结构力求简单、且截面尺寸比铸铁的大；采用干铸型或热铸型；适当提高浇注温度，一般为1520°～1600℃，因为浇注温度高，钢水的过热度大、保持液态的时间长，流动性可得到改善。但是浇温过高，会引起晶粒粗大、热裂、气孔和粘砂等缺陷。因此一般小型、薄壁及形状复杂的铸件，其浇注温度约为钢的熔点温度+150℃；大型、

铸造生产过程控制程序

铸造生产过程控制程序 1.目的为使产品铸件的整个生产过程的质量、环境、职业健康安全处于受控状态。 2.适用范围铸造车间所生产的本公司铸件的生产全过程。 3.职责 3.1车间主任负责各工序的生产管理，组织贯彻实施质量管理、环境管理、职业健康安全管理各控制程序，对铸件生产中的质量、环境、职业健康安全负责。 3.2车间计划调度员根据公司生产技术部下达的生产指令安排组织生产活动。3.3车间技术组负责编制工艺文件，并对工艺文件的正确性、完整性、适用性负责。 3.4车间安全员负责车间生产的环境管理和职业健康安全管理的日常工作。 3.5各班组长对本班组的产品质量、生产作业计划及进度、环境管理、职业健康安全管理的完成情况负责。 4.工作程序 4.1过程准备 4.1.1车间计划调度员按照生产技术部下发的项目计划编制各班组的生产计划，及时下发到各班组，完成调度指令兑现率，准备好各种工装器具及原材料。 4.1.2车间生产所需各种工装器具及原材料放在有明显标识的指定区域，由车间统一管理。 4.1.3车间技术组由专人负责管理图纸和技术资料，进行分类、标识、定址存放，建立文件资料目录及管理规定。

4.1.4技术组的技术人员根据当月车间生产计划准备技术资料、图纸，并保证这些资料正确、清晰、完整、有效。 4.1.5原料、辅料和工艺装备上场前有关人员应检验其是否符合规定要求，检验结果应记录并明确标识。 4.1.6车间设备员要做好设备的日常管理和检查，其结果应记录备案。 4.1.7操作者上岗前应经过培训，培训合格后持证上岗，特殊过程（熔炼、浇注、造型、焊接、热处理、机动车司机）必须经过专门培训，考试结果记录备案。 4.2过程控制 4.2.1图纸资料的控制 4.2.1.1车间技术组负责图纸、技术文件的收发、归档、管理和更改。 4.2.1.2车间技术组签收图纸、资料后，加盖本车间专用标记章，填写《收图登记》，分类放置。 4.2.1.3车间技术组收到改图通知后，按要求更改，保证零件图、工艺图、工装图的有效性，做出更改标识并通知到相关技术人员。车间技术组对车间图纸、资料的正确性、完整性负责，保证在生产过程中使用的图纸资料为有效版本。 4.2.1.4归口本部门管理的定型产品工艺改进、工装设计及新增零件的工艺、工装设计、履行审核、批准手续。 4.2.1.5车间的图纸、资料一律不外借，外部门人员借用需经主管主任批准，并填写《借阅登记》，当日归还，特殊情况当日不能归还的，需经车间主任签字批准限期归还。 4.2.2工艺设计控制 4.2.2.1车间技术组负责铸件铸造工艺的编制,并对其正确性、适用性负责，主管技术人员校对、审核、标准化后，主管主任签字批准，并正确执行冶炼工艺。

QC小组活动缩短多支腿铸钢节点安装定位时间

缩短多支腿铸钢节点安装定位时间一、工程概况广州亚运城综合体育馆位于广州市莲花山下的广州新城核心地带，是2010年广州第16届亚运会主要比赛场馆之一。广州亚运城综合体育馆根据功能划分由综合馆、体操馆、历史博物馆三大场馆组成，整个造型像一只海龟和一条海豚在大海中并排遨游，总建筑面积52126㎡。广州亚运城鸟瞰图为达到“飘逸彩带”建筑理念效果，亚运城综合体育馆体操馆采用不常见的双曲环形空间结构型式和“薄壳”结构（壳体结构）。综合体育馆钢结构安装照片

综合体育馆共应用了104个多支腿铸钢节点。铸钢节点形状复杂、多支腿（最多12个分支，分支由不等直径钢管和矩形及方形钢管组成）、体形大（平面最大尺寸2.0×3.5ｍ，高度3.05ｍ，重量12.25ｔ）、姿态各异（各支腿呈不同角度发散）。由于铸钢节点分布在整个结构的关键位置，故铸钢节点的安装效率及精度直接影响到后续构件的施工工序，是保证整个体操馆钢结构安装工期的关键点之一。多支腿铸钢节点完成照片二、小组概况 QC小组成立于2006年3月，由项目部项目经理、项目总工程师、技术部经理、施工主管、技术员等11人组成，小组具体情况见下表：表1 QC小组成员—览表小组名称星辉QC小组注册时间2006年3月课题名称缩短多支腿铸钢节点安装定位时间小组类型攻关型注册编号YJ-01-07 活动日期2009年12月～2010年2月姓名年龄性别职称文化程度组内职务TQC教育时间陈凯文27 男工程师本科组长，全面负责72 马建辉35 男高级工程师本科副组长，技术指导72 吴瑞卿45 女高级工程师本科副组长，技术指导72 黄亮忠38 男工程师本科组员，主办施工60 胡俊杰32 男工程师本科组员，质量控制60 郑曦28 男工程师本科组员，方案实施60 张永嘉28 男工程师本科组员，方案实施60 谢志平26 男助理工程师本科组员，方案实施60 李豪基29 男工程师本科组员，质量控制60 江毅钟25 男助理工程师本科组员，质量控制60 邓敏而28 女工程师本科组员，成果总结60 制表人：陈凯文时间：2009年12月27日

大型铸钢件工艺

大型铸钢件工艺设计的关键技术武汉钢铁重工集团铸钢车间孙凡摘要：简要介绍大型铸钢件的铸造工艺设计的铸件的工艺性分析、铸造工艺方案选择、铸造工艺参数的选定、铸件成形的控制、铸件的热处理技术、铸造工艺装备的设计、铸件的后处理技术及计算机数值模拟技术等关键技术。 1 零件的工艺性研究铸造工艺设计时，首先要仔细地阅读和研究铸件的制造或采购技术条件、质量要求。如探伤要求，表面质量要求，机械性能要求，特殊热处理要求等，其次，要研究零件的结构特点，如质量要求高的表面或主要的加工面，主要的尺寸公差要求等，再次，研究材料化学成分，特别是铸造合金中含碳量，合金元素含量作用和机理。这些对下一步的工艺设计有直接影响。需格外重视，做好零件的工艺性研究，能为工艺设计奠定良好的开端。 1.1 材料的工艺性分析在大型铸件的制造中，材料的物理性能和机械性能，对工艺参数的选定、浇冒口和冷铁设置、热处理技术、铸件的后处理技术等都有重大影响。深入了解铸造合金中含碳量，合金元素含量对铸态组织形态的影响，对力学性能的影响，了解材料的凝固方式，收缩倾向，冒口补缩效果，了解材料的热导率，热应力倾向等，对工艺设计有重要意义。在砂型条件下，随着合金中碳的质量分数量增加，结晶温度范围扩大。低碳钢为逐层凝固方式，中碳钢为中间凝固方式，高碳钢为体积凝固方式凝固，但改变冷却条件，可以改变结晶温度范围，从而改变合金的凝固方式。由于凝固方式的不同，窄结晶温度范围的合金，容易形成细小的晶粒组织，补缩性好，热烈倾向小；反之，宽结晶温度范围的合金，容易形成粗大的晶粒组织，补缩性差，热烈倾向大。因此，高碳钢的厚大部位，要采取强制冷却工艺缩小结晶温度范围，改善晶粒组织。合金中的碳、锰、铬等元素的含量增加，可以提高强度，提高淬透性，却降低导热性，直接影响铸件各部位冷却、加热的温度差，因此，合金钢较容易造成高的残余应力。工艺上要减少各部位浇注后冷却、热处理加热的温度差。合金在相变时，各种组织组成相的比体积不同，会产生相变应力，其中，马氏体的比体积最大，马氏体相变最容易产生较大的相变应力。碳、锰、铬等淬透性元素含量高的合金钢，冷割冒口时极易产生裂纹，原因就是导热性差热应力大，产生马氏体转变导致相变应力大，必须热割冒口， 1.2 铸件结构的工艺性分析对于需要铸造的零件，必须检查它的结构是否符合铸造工艺的基本要求。因为有时对铸件的结构，作很小的改动，并不影响铸件的使用性能, 但却大大地简化了铸造工艺，有利于提高铸件质量。在铸造生产中, 对铸件结构的基本要求有以下几点：铸件的壁厚应大于铸件允许的最小壁厚，以免产生浇不足等缺陷。

铸钢件生产中清理环节的注意事项和要求

铸钢件生产中清理环节的注意事项和要求一般情况下，铸钢件生产工艺流程可分为混砂工艺、造型工艺、钢液的熔炼工艺、浇注工艺、铸钢件清理、铸钢件退火热处理、铸钢件质量验收标准七个环节，每个环节在铸钢件生产整个流程中都意义重大，企业应该积极督促员工按照各个环节的要求和标准执行操作，力保万无一失。铸钢件清理环节是继浇注工艺后的一个环节，其在整个工艺流程中虽然并非技术要求最高、难度最大的环节，但是是不可或缺的步骤，企业应该重视并严格按照标准要求员工做到落实。铸钢件清理注意事项及其要求：铸钢件在未完全凝固前，不能搬动铸件，也不准在600℃以上喷水强冷。铸件一般经自然冷却2-3小时后进行清件。（一）工作流程清理铸件表面、型腔废砂→气割铸件浇口、冒口、毛刺→再次清理铸件残砂→焊补铸件→打磨铸件→质量验收（二）操作方法及质量标准 1、准备工作

按照要求佩戴好劳保用品，并对工作环境进行安全确认；准备好所用机器设备和工具，并认真检查，确保机器设备、工具完好，能正常、安全运行和使用。 2、正常操作（1）利用风镐或水清砂机进行铸件废砂清理。（2）铸件废砂清理完毕，按照《气割安全技术操作规程》操作割枪，切割铸件浇口、冒口、飞边、毛刺。（3）铸件切割完毕，符合要求。按照《电焊工安全技术操作规程》操作电焊机，对铸件残缺部位进行焊补，确保铸件完整。（4）焊补完毕，复合工艺要求。利用砂轮机对铸件切割、焊补等部位进行打磨处理，保证切割部位和焊补部位光洁、平整。（5）打磨完毕，进行验收，准备热处理以上是铸钢件生产中清理环节的注意事项和要求，由于铸钢件清理紧随浇注环节之后，清理前一定要等铸钢件完全凝固并且要冷却2-3小时后方可进行，降低清理中员工高温受伤风险和铸件未完全凝固带来的铸钢件缺陷风险。

铸钢件工艺

模具、芯骨、工装、夹具、专用检测器具、专用加工设备原辅材料、备品、备件检验检验冶炼造型浇注铸件待冷却铸件出型清砂铸件清理铸件热处理铸件毛坯精整机加工发运包装油漆抛丸检验检验检验检验检验检验检验检验检验检验

2、产品主要成份、性能、技术质量指标（1）材质要求具体化学成份为（%）：C 0.17～0.23；Si≤0.60；Mn 1.0～1.50；P≤0.020；S≤0. 015；Cr≤0. 30；Mo≤0. 15；Ni≤0.40；Al≤0.020 ; Re0.2～0.35(加入量) （2）机械性能要求屈服强度≥230Mpa 抗拉强度≥450Mpa 延伸率≥22% 冲击功≥40J 1）按GB11352标准要求随炉提取试样，每一个炉号制备二组试样，其中一组备查。 2）为确保具有良好的焊接性能，节点铸件碳当量控制在CE≤0.42。 3）铸件表面质量符合设计要求，表面粗糙度达到GB6060.1标准要求。 4）铸件的探伤要求,按GB7233探伤, 采用6㎜探测头,管口焊缝区域150mm以内范围超声波100%探伤，质量等级为Ⅱ级, 其余外表面10%超声波探伤，质量等级为IV级。不可超声波探伤部位采用GB9444磁粉表面探伤，质量等级为III级。 5）节点的外形尺寸符合图样要求，管口外径尺寸公差按负偏差控制。 6）热处理按照Q/32182HQA05-2002标准要求,铸件进行正火处理(920±20℃，出炉空冷,加640±20℃回火处理)。 7）涂装处理要求：表面采用抛丸或喷砂除锈，除锈等级Sa2.5

级，随即涂水性无机富锌底漆，厚度50μm，环氧云铁中间漆 2×30μm。 3、铸造工艺参数（1）加工余量按照GB/T11350-89，CT12H/J级。（2）模样线收缩率2.0% 铸件毛坯尺寸偏差符合GB6414-86中CT12要求。 4、铸造工艺说明（1）为保证叉管与杆件相交处质量，考虑尽可能将支管水平放置，分二箱造型，在铸件上平面分型，整体分两半实模。（2）冒口采用标准保温冒口套Φ400×h600，5件，（3）型砂：铸型和泥芯均采用树脂砂，表面涂锆英粉涂料二遍，用煤油喷枪辅助烘干。（4）铸件毛重约6000㎏，浇冒口约重3000kg，工艺出品率 66.7%。

铸钢件生产工序作业指导书

目录 1、木模操作工艺守则 (1) 2、铸钢砂型(芯)干燥、配模工艺守则 (3) 3、炉墙打结和烘烤工艺守则 (4) 4、钢水包和浇注操作工艺守则 (7) 5、铸钢件清理、切割工艺守则 (8) 6、合金钢、碳素钢铸件热处理工艺守则 (10) 7、电弧炉熔炼碳素钢、中低合金钢操作规程 (13) 7、电弧炉熔炼CF8、CF8M系列不锈钢操作规程 (15) 8、铸钢件补焊规程 (18) 9、碱性中频感应电炉炉衬捣制工艺守则 (21) 10、核电阀门奥氏体不锈钢铸件技术条件 (23) 11、核电阀门碳素钢铸件技术条件 (28) 12、核电阀门铸钢件的目测检验 (33) 13、树脂砂配制工艺守则 (34) 11、树脂砂旧砂再生工艺守则 (36) 12、树脂砂造型（制芯） (37) 13、铸钢砂型(芯)干燥配模工艺守则 (39) 14、铸钢件开箱落砂工艺守则 (41) 15、铸造用原材料的技术条件 (41) 16、中频感应电炉熔炼碳钢、低合金钢、不锈钢操作工艺守则 (57) 17、酯硬化水玻璃自硬砂工艺守则 (60) 18、铸钢件芯骨准备工艺守则 (62) 19、铸造工艺评定规程 (64) 20、高温受压件用合金钢铸件技术条件 (57)

木模操作工艺守则 1 范围本标准规定了树脂砂、水玻璃砂铸造用木制模样和芯盒的技术要求、验收规则、修改、标志、保管与报废。本标准适用于厂内制作和外单位提供树脂砂、水玻璃砂铸造用木制模样和芯盒。 2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB 153-1995 针叶树锯材树种、尺寸、公差分等 GB 4817-1995 阔叶树锯材树种、尺寸、公差分等 JB/T 5105-91 铸件模样起模斜度 JB/T 7699-95 铸造用木制模样和芯盒技术条件 3 木模材料 3.1 木模工作表面材料一律采用红松(或高于红松)制作。结构材料允许采用不易变形的高强度木材制作，但不应低于GB153.1和GB153.2或GB4817.1和GB4817.2中规定的三等木材。 3.2 制造模样和芯盒的木材应干燥，且存放期不应少于20天。 3.3 木材的含水率宜在8%～16%范围内。 3.4 树心材料必须按树心剖开，但用于制作浇冒口时除外。 4 木模制作 4.1 木模制作依据铸造工艺图样，按JB/T7699-95中的二级木模要求进行施工。 4.2 按工艺加工木模，必须划出中心线，打样板图，分型面用铁定位销，同时在木模的适当部位设置起模装置。起模装置必须牢固可靠、起模平稳。 4.3 工艺上未注明拔模斜度（包括冒口），应按JB/T5105-91的规定进行。 4.4 凡用骨胶胶合时,必须用圆钉加固，部件装配时应用螺钉或螺栓连接。 4.5 板材拼合时，纹理应交叉，同一平面上钉子应错开分布，钉子之间距离按JB/T7699-95中的有关规定，钉子长度伸入第二层薄板的深度为薄板厚度的2/3以上。 4.6 外模固定在型板上。 4.7 冒口做出起模装置，暗冒口顶部按工艺做出自来气压泥芯，明冒口按工艺要求做出浇注高度记号。 4.8 按工艺要求位置做出出气孔圆凸台，并在上面钉出φ6×12mm铝出气管。 4.9 型板上按工艺要求钉出芯头出气槽。 4.10 木模上放冷铁处嵌磁条。 4.11 木模和芯盒工作表面应光滑，型板上的金属定位销移动范围小于0.3mm. 4.12 模样和芯盒上的外圆角均须按图样要求做出。 4.13 本厂木模用于树脂砂造型，除有特殊要求外，一律以不涂漆方式提供。

铸造流程整理

铸造工艺设计流程铸件STL—读取相关信息（壁厚，体积，临界体积）—铸造合金—密度—浇注方式选择（顶注、中注、顶注）—浇注系统设计—判定浇注方案是否合理—冒口设计—案例特征存储浇注系统设计的需求分析通用浇注系统设计设计原则 ?引导金属液平稳、连续的充型，避免由于湍流过度激烈而造成夹卷空气、产生金属氧化物夹杂和冲刷型芯； ?充型过程中流动的方向和速度可以控制，保证铸件轮廓清晰、完整； ?在合适的时间内充满型腔，避免形成夹砂、冷隔、皱皮等缺陷； ?调节铸型内的温度分布，有利于强化铸件补缩、较少铸造应力、防止铸件出现变形、裂纹等缺陷； ?具有挡渣、溢渣的能力，净化金属液； ?浇注系统结构应当简单、可靠，减少金属液消耗，便于清理。

通用浇注系统设计流程图图71：通用浇注系统设计流程图

铸钢件浇注系统设计铸钢件浇注系统计算方法1转包浇注：（1）转包浇注时尺寸计算定义

(2)数据字段定义序号字段名类型及长度是否可空含义说明公式1： zg_jz1_jmb_n zg_jz1_jmb_h zg_jz1_jmb_zh内浇道横浇道直浇道截面积比值 zg_jz1_n内浇道截面积 zg_jz1_h横浇道截面积 zg_jz1_j直浇道截面积公式2 zg_jz1_jsyldxsh金属液流动系数S' zg_jz1_zljmj阻流截面积A阻 zg_jz1_jzzhl流经阻流截面的金属液重量GL zg_jz1_jzshj浇注时间t zg_jz1_jzhbs浇注比速k 公式3 zg_jz1_c系数C 公式4，铸件相对密度 zg_jz1_lktj铸件轮廓体积VC zg_jz1_xdmd铸件相对密度公式4：浇道具体尺寸选择浇道类型，选择浇道具体尺寸 zg_jz1_na内浇道截面积尺寸a、b、h和R zg_jz1_nb zg_jz1_nh

大型铸钢件铸造工艺技术

大型铸钢件铸造工艺技术 2.1大型铸钢件造型用砂铸钢件尤其是大型铸钢件大都采用自硬砂地面造型。大型铸钢件通常具有厚大断面和高的金属静压头、浇注时间较长，加上铸件凝固过程中金属液体与砂型之间的热作用、机械作用、化学反应非常强烈；铸件表面，尤其在砂芯或砂型凹陷及转角处极易产生金属渗透粘砂，易造成铸件尺寸稳定性差和表面缺陷。因而大型铸钢件对砂型的高温力学性能、型砂材料的抗粘砂能力要求非常高。目前国内重机行业用于大型铸钢件的造型用砂主要有水玻璃砂(CO2吹气硬化和有机醋自硬化)、树脂自硬砂〔峡喃树脂自硬砂、碱酚醛树脂自硬砂)。国内一些主要大型铸件生产企业已逐步完成使用自硬砂铸造工艺的技术改造。大型铸钢件的面砂一般采用铬铁矿砂等特种砂，这些原砂比硅砂的价格高出很多。因此，对于旧砂再生系统中铬铁矿砂与石英砂的分离技术也是一项合理利用资源及降低成本的关键性技术。 2.2 铬铁矿砂在造型中的应用 2.2.1铬铁矿呋喃树脂砂面砂应用实例(见表2—1)

2.2.2 铬铁矿砂成份及选择铬铁矿砂属于铬尖晶石。一般以（FeMg ）O ·（CrAlFe ）2O 3形式存在，其中杂质主要为CaO 、MnO 、SiO 2、TiO 2等金属氧化物和碳酸盐化合物。铬铁矿砂的比重为（4.4～4.5）kg/cm 3,堆积比重为（2.0～2.7）kg/cm 3,耐火度为2000±25℃，熔融触点2040℃。铬铁矿砂的选择主要依据需要配制的型（芯）砂后的工艺参数、铸件质量以及旧砂再生回收率的高低来不断摸索确定。铬铁矿砂的化学成分及质量分数（%）见表2—1。 2.2.2.1 酸耗值我们在采用呋喃树脂砂工艺时其催（固）化剂为磺酸、苯磺酸之类酸性固化剂硬化，要求原砂呈中性，如存在诸如滑石粉的碱性化合物，固化剂的消耗必然要加大，从而砂型

铸钢件退火工艺流程【详解】

铸钢件退火工艺流程内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 铸钢件退火热处理是指：将铸钢件加热到一定温度，保温一定时间，然后缓慢冷却到室温。热处理主要是用来降低钢的硬度，提高塑性，以方便切削加工及冷变形加工;并且细化晶粒，均匀钢的组织，改善钢的性能及为以后的热处理做准备;还可以消除钢中的内应力，防止铸钢件加工后变形及开裂。铸钢件退火热处理类型及目的： (1)完全退火将钢件加热到临界温度(不同钢材临界温度也不同，一般是710-750℃，个别合金钢的临界温度可达800—900oC以上，保温一定时间，然后随炉缓慢冷却(或埋在沙中冷却)。完全退火适用于含碳量(质量分数)在0.8%以下的锻件或铸钢件。 (2)球化退火将钢件加热到临界温度以上，经过保温以后，缓慢冷却至500℃以下再出炉空冷。球化退火适用于含碳量(质量分数)大于0.8%的碳素钢和合金工具钢。

(3)去应力退火将钢件加热到500~650oC,保温一定时间,然后缓慢冷却(一般采用随炉冷却)。去应力退火适用于各种铸件、锻件、焊接件和冷挤压件等。内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.