张元华 王玲玲 赵强 许晓坤
(河北机电职业技术学院,河北邢台 054000)
摘 要:水润滑艉轴承具有较高的强度和抗冲击性能,极佳的耐磨性"抗磁性"耐蚀性和自润滑性能,该项目组采用离心铸造工艺,项目组自行设计了离心铸造机和模具,改善了产品外观和质量,提高了材料的利用率,降低了生产成本,生产出了满足军用标准的衬套。
关键词:衬套;水润滑;生产工艺
水润滑轴承是连接船舶传统系统的关键零部件,广泛地应用在螺旋桨、尾翼等位置,直接指挥影响着船舶航行。所使用的润滑油的使用成本十分昂贵,通过近几年的不懈努力,项目组和某企业通过查阅大量资料,走访多家企业和多次优化试验结果,生产出了满足性能需要艉轴承衬套和水润轴承,技术性能指标达到了船用标准。艉轴承衬套要求组织致密、质量高、力学性能优良。
1 生产条件
铸造设备:500kg中频感应电炉,2.5~15kW卧式离心铸造机,卧式离心铸造机原理图见图1所示,自制的浇包,铂铑-铂直插式测温仪和金属型表面测温仪,化学分析仪,液化气烘烤设备。
金属铸型:金属型离心铸造,规格为(80~800)mm×(25~200)mm,材质为HT200。
浇注槽:离心浇铸用的浇注槽,一般有端注式、侧注式、林注式、牛角式和缝隙式5种基本形式。通过查找相关资料,采用的是端注式。
2 工艺参数的选定
2.1转速
转速离心铸造的基本工艺参数之一,过高或者过低都会产生缺陷,使铸件报废。根据公式进行计算:
式中,n为铸型转速,r/min;K为恒定值;R为铸型内半径,m;G为重力系数,合金种类不同,G值的取值范围不同。对于锡青铜材质,G的取值范围为40~110,根据公式计算出铸型的轉速在380~630r/min之间,笔者选用的实际转速是所计算出的转速平均值以及补缩转速,质量达到了标准。
2.2铸型涂料及预热温度
在衬套的生产过程中,金属液通过金属壁快速的冷却,并且浇注过程中会对模具内壁进行热冲击,为了在冷却后容易脱模,笔者通过粉刷桐油,挂上一层干黄沙在铸型表面,起到了良好保护模具的效果,达到了顺利脱模的目的。模具的预热温度应控制在60℃~100℃。
2.3合金熔炼
熔炼过程是:先熔化铜,熔清后升温到1200℃左右,加磷铜脱氧,然后依次加入回炉料→锌锭→锡、铅→含气性检查→调控制浇注速度整温度→出炉浇注,浇注温度为1150℃~1170℃。
一般遵循先快后慢的浇注速度,快速地充满型腔,再慢慢地实现逐层凝固。
铜套毛坯加工后按照JB/T4730.5-2005进行着色渗透探伤检查,满足Ⅱ级铸件要求。
2.4浇注速度与转速的配合
过慢易生冷隔和重皮,过快易生气孔、夹渣、缩松和锡青铜上常见的喇叭孔。对此笔者做了大量的试验,通过数据分析求出了适宜范围。综合上述参考数可反映出离心浇铸产品质量,使其满足于技术要求。艉轴承衬套,见图2所示。
3 结语
通过对生产过程进行分析,结合实际生产,合理调整并优化工艺,解决了离心铸造生产铜套时易产生缺陷的问题,改进了铜合金液的精炼技术,生产出了满足客户要求的高品质水润滑艉轴承衬套。
来源:《科技创新导报》2017年第15期