一种地铁内钢架铸件及其生产工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及金属铸造技术领域，更具体地说，涉及一种地铁内钢架铸件及其生产 工艺。
【背景技术】
[0002] 随着空间结构的发展，结构的跨度越来越大，在建筑工程领域，新技术、新材料大 量涌现，结构形式也相应增多，特别是近年来新型结构体系不断出现，使得钢架结构中节点 的链接方式日趋复杂，传统的焊接球节点、钢管相贯节点等传统节点型式也不能完全适应 现在钢结构的发展。节点构造的好坏对结构的传力途径、制作安装、工程造价都有相当大的 影响，因此寻找受力合理、施工简便造价低的节点型式摆在了建筑结构设计人员的面前。铸 钢节点结构件以其合理性、实用性越来越受到工程界的关注。
[0003] 目前，用于地铁内钢架铸件的加工存在以下难度：1、材质与国内20SiMn相比Si含 量低，强度相差不大但塑性更高，主要是S、P要求低难于控制；2、结构复杂；3、皮薄箱形结 构，在铸造行业是最难生产的容易产生浇不足和裂纹，如1号件皮厚30_长度近6米，钢水 浇注温度不能高也不能低，高了会产生裂纹，低了就会产生浇不足；3、验收标准高。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种地铁内钢架 铸件及其生产工艺。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 构造一种地铁内钢架铸件生产工艺，其中，包括以下步骤： 以对称点上下分型，采用浇注内浇道截面小于铸件截面积的浇注系统，从铸型两端进 入，数量6道，中间一段不设内水口； 设置多个冒口，其中中间冒口为主冒口，孔上半部分注释，增加对幅板热节的补缩能 力，筋板上设置出气冒口，辅助筋板同时凝固，十字头热节处放置若干小冒口，保证各个小 热节铸造致密； 采用电弧炉冶炼钢，用加入铝、稀土和硅锆合金进行强脱氧，钢包吹氩气钢包上钢水面 翻花，维持几分钟，净化去除杂质，造型； 控制浇注温度使之保持在< 1560~1570°C范围内，保证优质钢水浇注，型砂采用铬铁树 脂砂，保温时间多24小时，采用外冷铁辅助冒口达到顺序凝固，落砂后切割冒口再装炉热 处理； 最后对热处理后的铸件进彳丁精整。
[0006] 本发明所述的生产工艺，其中，所述步骤采用电弧炉冶炼钢，用加入铝、稀土和硅 错合金进彳丁强脱氧中，最终钢水内含氧量< 60PPm。
[0007] 本发明所述的生产工艺，其中，热处理工艺具体包括：设计两次热处理提高性能， 毛坯预处理采用正火，后进行二次正火+喷雾处理，再回火的热处理工艺。
[0008] 本发明所述的生产工艺，其中，还包括步骤：采取防裂措施，即在铸件内圆角设置 防裂筋板。
[0009] 本发明所述的生产工艺，其中，收缩率工艺参数为：全部收缩率均采用2%。
[0010] 本发明所述的生产工艺，其中，收缩率工艺参数为：较长横梁收缩率采用长度方向 1. 8%，其余方向收缩率采用2% ;其他配件全部收缩率采用2%。
[0011] 本发明还提供了一种采用如前述任一项所述的生产工艺铸造的地铁内钢架铸件， 其中，按质量百分比记，所述钢架铸件化学成分为：C含量0. 17~0. 23, Si含量彡0. 60，Mn含 量为I. 00~1· 50，P含量为彡0· 020，S含量为彡0· 015，Ni含量为彡0· 40，Cr含量为彡0· 30， Mo含量为彡0· 15。
[0012] 本发明所述的地铁内钢架铸件，其中，所述钢架铸件厚度< 50mm时，屈服强度为 彡360 N/mm2，抗拉强度为500~650N/mm2，延伸率为彡24%，冲击功为彡70J。
[0013] 本发明所述的地铁内钢架铸件，其中，所述钢架铸件厚度> 50~100mm时，屈服强 度为彡300 N/mm2，抗拉强度为500~650N/mm2，延伸率为彡24%，冲击功为彡50J。
[0014] 本发明的有益效果在于：通过选用S、P较低的废钢，用石灰和萤石进行脱S和P 处理来控制钢水中的S、P含量；通过对铸件收缩量的控制及前期试制，不断调整铸造参 数，最终满足客户产品要求；另外，铸件选用合适的浇注系统，采用多点进浇口方式，来避免 铸件在浇注过程中可能出现的浇不住；浇注温度通过测温枪来保证产品浇注时的温度；以 及，对相关部位采用放置冒口及冒口下补贴，部分远离冒口区域铸件较厚位置同时不利于 放置冒口通过放置冷铁，缩小热节来保证；对于易产生裂纹部位放置防裂筋来消除，使得 制备的横梁性能测试结果完全符合德国标准《高焊接性能和韧性的通用铸钢件》（DIN EN 10213-3. 1996)中的 G20Mn5QT (调质）标准。
【附图说明】
[0015] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中： 图1是本发明较佳实施例的地铁内钢架铸件生产工艺流程图。
【具体实施方式】
[0016] 本发明较佳实施例的地铁内钢架铸件生产工艺包括以下步骤： 以对称点上下分型，采用浇注内浇道截面小于铸件截面积的浇注系统，从铸型两端进 入，数量6道，中间一段不设内水口； 设置多个冒口，其中中间冒口为主冒口，孔上半部分注释，增加对幅板热节的补缩能 力，筋板上设置出气冒口，辅助筋板同时凝固，十字头热节处放置若干小冒口，保证各个小 热节铸造致密； 采用电弧炉冶炼钢，用加入铝、稀土和硅锆合金进行强脱氧，钢包吹氩气钢包上钢水面 翻花，维持几分钟，净化去除杂质，造型； 控制浇注温度使之保持在< 1560~1570°C范围内，保证优质钢水浇注，型砂采用铬铁树 脂砂，保温时间多24小时，采用外冷铁辅助冒口达到顺序凝固，落砂后切割冒口再装炉热 处理； 最后对热处理后的铸件进彳丁精整。
[0017] 上述工艺通过选用S、P较低的废钢，用石灰和萤石进行脱S和P处理来控制钢水 中的s、P含量；通过对铸件收缩量的控制及前期试制，不断调整铸造参数，最终满足客户产 品要求；另外，铸件选用合适的浇注系统，采用多点进浇口方式，来避免铸件在浇注过程中 可能出现的浇不住；浇注温度通过测温枪来保证产品浇注时的温度；以及，对相关部位采 用放置冒口及冒口下补贴，部分远离冒口区域铸件较厚位置同时不利于放置冒口通过放置 冷铁，缩小热节来保证；对于易产生裂纹部位放置防裂筋来消除，使得制备的横梁性能测试 结果完全符合德国标准《高焊接性能和韧性的通用铸钢件》（DIN EN 10213-3. 1996)中的 G20Mn5QT (调质）标准。
[0018] 优选地，上述工艺中，步骤采用电弧炉冶炼钢，用加入铝、稀土和硅锆合金进行强 脱氧中，最终钢水内含氧量< 60PPm。
[0019] 优选地，上述工艺中，热处理工艺具体包括：设计两次热处理提高性能，毛坯预处 理采用正火，后进行二次正火+喷雾处理，再回火的热处理工艺。
[0020] 优选地，上述工艺还包括步骤：采取防裂措施，即在铸件内圆角设置防裂筋板。
[0021] 上述工艺中，收缩率工艺参数为：全部收缩率均采用2% ;或者，收缩率工艺参数 为：较长横梁收缩率采用长度方向1. 8%，其余方向收缩率采用2% ;其他配件全部收缩率采 用2%。
[0022] 本发明的另一实施例中，还提供了一种采用如前述任一项所述的生产工艺铸造的 地铁内钢架铸件，其中，按质量百分比记，所述钢架铸件化学成分为：C含量0. 17~0. 23, Si 含量彡0· 60，Mn含量为I. 00~1· 50，P含量为彡0· 020，S含量为彡0· 015，Ni含量为彡0· 40， Cr含量为彡0. 30，M〇含量为彡0. 15。钢架铸件厚度彡50mm时，屈服强度为彡360 N/mm2， 抗拉强度为500~650N/mm2，延伸率为彡24%，冲击功为彡70J。钢架铸件厚度> 50~100mm 时，屈服强度为彡300 N/mm2，抗拉强度为500~650N/mm2，延伸率为彡24%，冲击功为彡50J。
[0023] 下面通过两个具体实施例来对上述描述进行进一步详细说明： 实施例1: 工艺参数：收缩率采用全部2%。
[0024] 分型面：以对