一、质量的稳定性和一致性差
球铁铸件质量的稳定性和一致性不仅是ADI生产的关键问题,也是整个铸件生产的关键问题,铸件质量要求越高、稳定性也要求越严格。球墨铸件质量的稳定性较差,要保证铸件的质量稳定,首先必须要保证铸件质量,排除一切影响质量的因素,在生产过程中严格控制每一个工艺环节,这样才能保证产品的质量稳定性及使用寿命的一致性。
二、ADI发展的主要途径
经过几十年的生产、应用,积累了丰富的生产经验和数据。ADI球墨铸铁件的应用已由一般代用发展到按ADI的性能特点及服役条件利用有限元分析等现代设计技术优化产品结构,达到减小零件壁厚、减轻质量、节能节材的目的。如:美国A.P.公司是世界最大的等温淬火热处理专业厂,年处理量5万t。据介绍,处理的产品中95%是经改进设计的零件。
近几年来,国内这方面的试验工作取得较大进展,如:东风汽车有限公司在5t高机动性越野车试制中,采用ADI替代传统的铸钢件,并结合球墨铸铁优良的铸造性能和力学性能在结构上进行优化设计,在CAE模拟分析下,对零件关键受力部位减重后仍比减重前有所增强的条件下,尽量减薄、减重,采用ADI后14件零件总质量由630.62kg减为380.66kg,减重率达39.6%,并在后续改进中进一步增加ADI件的数量,使整车ADI件质量达到了550.4kg;一汽技术中心积极开展ADI在重型、矿用车底盘零件上的研发工作,前梁、转向节、后桥、轮毅等都在试验,利用ADI优异的力学性能改进设计,减薄、减轻零件质量,降低成本。
除汽车铸件外,抗磨、耐磨件、轨道交通件、工程结构件等都存在着适合采用ADI并能充分发挥ADI性能特点的结构件。
三、提高淬透性来解决厚大断面ADI件的生产
提高淬透性来解决厚大断面ADI件的生产,是今后ADI发展中的另一技术难题。随着装备工业向大型化及高性能发展,大型ADI铸件需求也在增加。ADI行星齿轮架采用牌号800-500-10,ω(Ni)>2%、ω(Mo)>0.3%,硬度280~310HB,铸件质量4.3t,经加工后净重2.4t。通常这些零件直径达1200mm,但随着透平机继续向大型化、高效化发展,预测铸件直径要达到3000mm。目前处理厂已装备了商业用的最大等温淬火炉,能处理重7t、直径1840mm、高1430mm的大型铸件。除行星齿轮架外,1500kW、3000kW的传动齿轮也有用ADI生产的。
ADI零件受壁厚的限制,一般来说壁厚在25mm以下,不需要加合金元素也能淬透。根据目前所掌握的工艺技术,采用有效的提高淬透性的措施,可以稳定获得淬透效果的最大壁厚为150mm。
通过对我国各ADI件生产企业的调研,可以看出,我国ADI生产技术的进展是:(1)CADI磨球取得较大进展;(2)重型卡车底盘零件应用逐步扩大,产量逐年提高,随着运输装备轻量化政策的实施,有可能成为我国ADI产量新的增长点;(3)ADI(CADI)在抗磨耐磨零件上应用取得突破;(4)等温淬火热处理中心的建立,为我国ADI的发展作出很大贡献,在市场激烈竞争的情况下,质量稳定、价格合理的热处理装备,又重新成为大家关注的问题;(5)生产球墨铸铁用原辅材料质量的改善以及球墨铸铁毛坯质量的提高,为齿轮、曲轴等零件重新采用ADI增强信心。虽然我国ADI生产技术有了很大的进展,但也存在着质量的稳定性和一致性差的问题,这些问题急需解决。
泊头市东建铸造有限责任公司(http://www.dongjianzhuzao.com)现有中频电炉8吨、5吨各一座,10吨冲天炉三座,化验室一座,日产光普检测仪,阀门球铁铸件、铁铸件、大型球铁铸件、铸造工艺采取的树脂砂、实型造型为主。
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