一種地鐵內鋼架鑄件及其生產工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及金屬鑄造技術領域，更具體地說，涉及一種地鐵內鋼架鑄件及其生產 工藝。
【背景技術】
[0002] 隨著空間結構的發展，結構的跨度越來越大，在建筑工程領域，新技術、新材料大 量涌現，結構形式也相應增多，特別是近年來新型結構體系不斷出現，使得鋼架結構中節點 的鏈接方式日趨復雜，傳統的焊接球節點、鋼管相貫節點等傳統節點型式也不能完全適應 現在鋼結構的發展。節點構造的好壞對結構的傳力途徑、制作安裝、工程造價都有相當大的 影響，因此尋找受力合理、施工簡便造價低的節點型式擺在了建筑結構設計人員的面前。鑄 鋼節點結構件以其合理性、實用性越來越受到工程界的關注。
[0003] 目前，用于地鐵內鋼架鑄件的加工存在以下難度：1、材質與國內20SiMn相比Si含 量低，強度相差不大但塑性更高，主要是S、P要求低難于控制；2、結構復雜；3、皮薄箱形結 構，在鑄造行業是最難生產的容易產生澆不足和裂紋，如1號件皮厚30_長度近6米，鋼水 澆注溫度不能高也不能低，高了會產生裂紋，低了就會產生澆不足；3、驗收標準高。
【發明內容】
[0004] 本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種地鐵內鋼架 鑄件及其生產工藝。
[0005] 本發明解決其技術問題所采用的技術方案是： 構造一種地鐵內鋼架鑄件生產工藝，其中，包括以下步驟： 以對稱點上下分型，采用澆注內澆道截面小于鑄件截面積的澆注系統，從鑄型兩端進 入，數量6道，中間一段不設內水口； 設置多個冒口，其中中間冒口為主冒口，孔上半部分注釋，增加對幅板熱節的補縮能 力，筋板上設置出氣冒口，輔助筋板同時凝固，十字頭熱節處放置若干小冒口，保證各個小 熱節鑄造致密； 采用電弧爐冶煉鋼，用加入鋁、稀土和硅鋯合金進行強脫氧，鋼包吹氬氣鋼包上鋼水面 翻花，維持幾分鐘，凈化去除雜質，造型； 控制澆注溫度使之保持在< 1560~1570°C范圍內，保證優質鋼水澆注，型砂采用鉻鐵樹 脂砂，保溫時間多24小時，采用外冷鐵輔助冒口達到順序凝固，落砂后切割冒口再裝爐熱 處理； 最后對熱處理后的鑄件進彳丁精整。
[0006] 本發明所述的生產工藝，其中，所述步驟采用電弧爐冶煉鋼，用加入鋁、稀土和硅 錯合金進彳丁強脫氧中，最終鋼水內含氧量< 60PPm。
[0007] 本發明所述的生產工藝，其中，熱處理工藝具體包括：設計兩次熱處理提高性能， 毛坯預處理采用正火，后進行二次正火+噴霧處理，再回火的熱處理工藝。
[0008] 本發明所述的生產工藝，其中，還包括步驟：采取防裂措施，即在鑄件內圓角設置 防裂筋板。
[0009] 本發明所述的生產工藝，其中，收縮率工藝參數為：全部收縮率均采用2%。
[0010] 本發明所述的生產工藝，其中，收縮率工藝參數為：較長橫梁收縮率采用長度方向 1. 8%，其余方向收縮率采用2% ;其他配件全部收縮率采用2%。
[0011] 本發明還提供了一種采用如前述任一項所述的生產工藝鑄造的地鐵內鋼架鑄件， 其中，按質量百分比記，所述鋼架鑄件化學成分為：C含量0. 17~0. 23, Si含量彡0. 60，Mn含 量為I. 00~1· 50，P含量為彡0· 020，S含量為彡0· 015，Ni含量為彡0· 40，Cr含量為彡0· 30， Mo含量為彡0· 15。
[0012] 本發明所述的地鐵內鋼架鑄件，其中，所述鋼架鑄件厚度< 50mm時，屈服強度為 彡360 N/mm2，抗拉強度為500~650N/mm2，延伸率為彡24%，沖擊功為彡70J。
[0013] 本發明所述的地鐵內鋼架鑄件，其中，所述鋼架鑄件厚度> 50~100mm時，屈服強 度為彡300 N/mm2，抗拉強度為500~650N/mm2，延伸率為彡24%，沖擊功為彡50J。
[0014] 本發明的有益效果在于：通過選用S、P較低的廢鋼，用石灰和螢石進行脫S和P 處理來控制鋼水中的S、P含量；通過對鑄件收縮量的控制及前期試制，不斷調整鑄造參 數，最終滿足客戶產品要求；另外，鑄件選用合適的澆注系統，采用多點進澆口方式，來避免 鑄件在澆注過程中可能出現的澆不住；澆注溫度通過測溫槍來保證產品澆注時的溫度；以 及，對相關部位采用放置冒口及冒口下補貼，部分遠離冒口區域鑄件較厚位置同時不利于 放置冒口通過放置冷鐵，縮小熱節來保證；對于易產生裂紋部位放置防裂筋來消除，使得 制備的橫梁性能測試結果完全符合德國標準《高焊接性能和韌性的通用鑄鋼件》（DIN EN 10213-3. 1996)中的 G20Mn5QT (調質）標準。
【附圖說明】
[0015] 下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中： 圖1是本發明較佳實施例的地鐵內鋼架鑄件生產工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0016] 本發明較佳實施例的地鐵內鋼架鑄件生產工藝包括以下步驟： 以對稱點上下分型，采用澆注內澆道截面小于鑄件截面積的澆注系統，從鑄型兩端進 入，數量6道，中間一段不設內水口； 設置多個冒口，其中中間冒口為主冒口，孔上半部分注釋，增加對幅板熱節的補縮能 力，筋板上設置出氣冒口，輔助筋板同時凝固，十字頭熱節處放置若干小冒口，保證各個小 熱節鑄造致密； 采用電弧爐冶煉鋼，用加入鋁、稀土和硅鋯合金進行強脫氧，鋼包吹氬氣鋼包上鋼水面 翻花，維持幾分鐘，凈化去除雜質，造型； 控制澆注溫度使之保持在< 1560~1570°C范圍內，保證優質鋼水澆注，型砂采用鉻鐵樹 脂砂，保溫時間多24小時，采用外冷鐵輔助冒口達到順序凝固，落砂后切割冒口再裝爐熱 處理； 最后對熱處理后的鑄件進彳丁精整。
[0017] 上述工藝通過選用S、P較低的廢鋼，用石灰和螢石進行脫S和P處理來控制鋼水 中的s、P含量；通過對鑄件收縮量的控制及前期試制，不斷調整鑄造參數，最終滿足客戶產 品要求；另外，鑄件選用合適的澆注系統，采用多點進澆口方式，來避免鑄件在澆注過程中 可能出現的澆不住；澆注溫度通過測溫槍來保證產品澆注時的溫度；以及，對相關部位采 用放置冒口及冒口下補貼，部分遠離冒口區域鑄件較厚位置同時不利于放置冒口通過放置 冷鐵，縮小熱節來保證；對于易產生裂紋部位放置防裂筋來消除，使得制備的橫梁性能測試 結果完全符合德國標準《高焊接性能和韌性的通用鑄鋼件》（DIN EN 10213-3. 1996)中的 G20Mn5QT (調質）標準。
[0018] 優選地，上述工藝中，步驟采用電弧爐冶煉鋼，用加入鋁、稀土和硅鋯合金進行強 脫氧中，最終鋼水內含氧量< 60PPm。
[0019] 優選地，上述工藝中，熱處理工藝具體包括：設計兩次熱處理提高性能，毛坯預處 理采用正火，后進行二次正火+噴霧處理，再回火的熱處理工藝。
[0020] 優選地，上述工藝還包括步驟：采取防裂措施，即在鑄件內圓角設置防裂筋板。
[0021] 上述工藝中，收縮率工藝參數為：全部收縮率均采用2% ;或者，收縮率工藝參數 為：較長橫梁收縮率采用長度方向1. 8%，其余方向收縮率采用2% ;其他配件全部收縮率采 用2%。
[0022] 本發明的另一實施例中，還提供了一種采用如前述任一項所述的生產工藝鑄造的 地鐵內鋼架鑄件，其中，按質量百分比記，所述鋼架鑄件化學成分為：C含量0. 17~0. 23, Si 含量彡0· 60，Mn含量為I. 00~1· 50，P含量為彡0· 020，S含量為彡0· 015，Ni含量為彡0· 40， Cr含量為彡0. 30，M〇含量為彡0. 15。鋼架鑄件厚度彡50mm時，屈服強度為彡360 N/mm2， 抗拉強度為500~650N/mm2，延伸率為彡24%，沖擊功為彡70J。鋼架鑄件厚度> 50~100mm 時，屈服強度為彡300 N/mm2，抗拉強度為500~650N/mm2，延伸率為彡24%，沖擊功為彡50J。
[0023] 下面通過兩個具體實施例來對上述描述進行進一步詳細說明： 實施例1: 工藝參數：收縮率采用全部2%。
[0024] 分型面：以對