[发明专利]一种防止锡青铜衬套离心铸件产生显微疏松的方法

说明书

技术领域

本发明属于铸造技术领域，具体涉及防止锡青铜衬套离心铸件产生显微疏松的方法。

背景技术

大、中型锡青铜衬套离心铸造的难度较高，尤其在红套装配条件下大型锡青铜艉轴衬套的离心铸造，由于其加工光洁度很高，使显微疏松缺陷暴露充分，是锡青铜衬套离心铸造中难度最高、最为典型的代表，我们选择艉轴衬套进行研究，以求解决锡青铜衬套离心铸件显微疏松缺陷的共性问题。对于艉轴衬套通常具有以下两个特点：一是缺陷的暴露期晚，二是缺陷的返修性差。船用艉轴衬套一般三个为一组，外圆初加工且内圆精加工后的衬套，经加热后从同一方向上装入艉轴(红套)。由于锡青铜材料组织疏松，在外圆精加工时容易出现所谓“蚊子脚”的显微疏松，加工光洁度越高则越明显。由于衬套在艉轴上安装时具有方向性及红套装配的衬套难以拆卸，若是在内端的衬套在精车时出现显微疏松缺陷，只能将艉轴上的三个衬套一起车去，故该类衬套制造的风险较大。因红套装配的锡青铜衬套的价值较高且报废率较高，故产品报废的损失很大，这使许多铸造生产厂家对此棘手的难题颇感头痛。

参考资料

《特种铸造手册》编写组特种铸造手册[M].北京：机械工业出版社，1978.(以下简称手册)

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种防止锡青铜衬套在离心铸造时容易产生显微疏松缺陷的方法。

为解决上述技术问题，采取如下的技术方案：

1、一种防止锡青铜衬套离心铸件产生显微疏松的方法，其特征在于，在铸造锡青铜衬套离心铸件时提高铸型离心转速，根据康斯坦丁诺夫公式： 式中：n为铸型转速，γ为浇注合金的密度，R₀为铸件的内半径，β为调整系数，通过提高β值，使β＝1.5～1.7，提高铸型离心转速。

进一步，可通过对铸型的蓄热能力进行热平衡计算，根据核算结果调整铸型的壁厚，使铸型对铸件的质量倍数/铸件对铸型的散热倍数＞1.4，

其中铸件对铸型的散热倍数

式中：Q_铸件散热为铸件的散发热量，Q_铸型吸热为铸型的吸收热量，t₁为浇注温度，t₂为液相线温度，t₃为固相线温度，t₄为铸件脱模温度，ΔT为铸型在浇注后升高的温度，C_液为液态比热容，L为熔化潜热，C_固为固态比热容，C_型为铸型比热容，η为铸件散热量被铸型所吸收的比率。

铸型对铸件的质量倍数 M＝W_铸型/W_铸件

式中：W_铸型为铸型的质量，W_铸件为铸件的质量。

M/N值可反映出铸型对铸件放出热量所能吸收的能力

当M/N≥1时，能满足对显微缩松无特殊要求的锡青铜衬套的铸型蓄热能力要求；

特别是当M/N≥1.4时，是对显微缩松有特殊要求的锡青铜衬套，铸型蓄热能力的应备要求。

可根据对铸型的蓄热能力的计算来设计铸型的壁厚。

进一步可采取浇注时降低浇注温度，比手册上的最低温度降低10℃～30℃。

为达到更好的效果，浇注完毕后对铸型外圆采用水冷措施。

本发明的有益效果是能大大降低锡青铜衬套显微疏松产生的概率及减轻显微疏松影响的程度，提升了产品品质，降低了废返损失，可以缩短制造周期，节约人力成本，提高经济效益。

具体实施方式

我厂生产的6000t沥青运输船上用的大型锡青铜艉轴衬套，牌号为ZCuSn10Zn2，铸件尺寸为Φ394/Φ320×1730，铸件壁厚为37mm，铸件质量为630kg。采用离心铸造生产，合金液压头高度H＝65cm；γ＝8.56×10⁴N/m³，R₀＝0.16m，对于铸型所需的离心转速调整系数，手册上取β＝1.2～1.5，为避免艉轴衬套产生所谓“蚊子脚”的显微疏松缺陷，我们取调整系数β＝1.5～1.7，故铸型所需的离心转速为