大型不銹鋼(葉片)鑄件材質(zhì)為ZG06Cr13Ni4Mo，屬于高鉻堿性高合金鋼種，由于鑄件輪廓尺寸大，幾何形狀復(fù)雜，其生產(chǎn)制造技術(shù)長期為 少數(shù)幾家大公司所壟斷，國內(nèi)才開始研制。其中鑄件表面出現(xiàn)“釉化，燒結(jié)層、界面型砂燒結(jié)和粘砂缺陷一直是困擾制造企業(yè)的難題之一，由此造成毛坯清理工作量增大，導(dǎo)致鑄件缺肉NDT缺陷，降低了鑄件的生產(chǎn)制造效率，增加了成本。
鉻鐵礦砂主要組成物為Fe0·Cr2O3，其耐火度大于1900℃，熱導(dǎo)率比硅砂大好幾倍，在熔融金屬澆注的過程中本身發(fā)生固相燒結(jié)，有的抗鋼液滲透能力，用它做面砂，可以獲得較好的表面質(zhì)量。同時(shí)，錯(cuò)英粉涂料由于其良好的耐火度、化學(xué)惰性、導(dǎo)熱率及蓄熱系數(shù)，在各類厚大鑄鋼件上應(yīng)用很普遍。目前鑄造廠家針對(duì)高合金鋼厚大鑄件提高表面質(zhì)量的方法，主要是面砂采用樹脂自硬鉻礦砂+錯(cuò)英粉涂料涂敷。但是，鉻鐵礦砂在防粘砂方面并不總是 的，特別是在生產(chǎn)高鉻、高錳等高合金堿性鋼種鑄件時(shí)，鉻礦砂+錯(cuò)英粉涂料導(dǎo)致粘砂。
葉片表面“釉化，粘砂有以下3種情況。
1.表面出現(xiàn)的“釉化，涂料層或燒結(jié)層
水輪機(jī)葉片打箱后將表面的砂子清理干凈，在鑄件表面出現(xiàn)一層灰白色的表面附著物，用肉眼觀察是涂料層。該附著物和鑄件表面粘結(jié)在一起，用風(fēng)鏟難以清理，拋丸亦難 大部分附著物。局部剝離后測(cè)量厚度約1~2mm，表觀象陶瓷釉，殘片斷面用砂輪機(jī)打磨后可見金屬光澤。需要后續(xù)氣刨處理，造成了缺肉需要焊補(bǔ)，增加了后續(xù)的工作量，降低了工作效率。
2.界面型砂燒結(jié)及粘砂
水輪機(jī)葉片靠近進(jìn)水邊厚大區(qū)域，表面除了上述的“釉化，燒結(jié)層外，界面型砂還出現(xiàn)了20~50mm厚的燒結(jié)層，幾乎是使用鉻礦砂厚度的2/3，將這種燒結(jié)層用氣刨的方法從鑄件上完整剝離下來后，發(fā)現(xiàn)涂料層完好無損，厚度達(dá)1一2mm，無金屬滲漏的現(xiàn)象。
3.粘砂
其特征是靠近內(nèi)澆道區(qū)域面砂還出現(xiàn)了20~50mm厚的燒結(jié)層，把清理下來的粘砂殘片打磨拋光后，整個(gè)斷面出現(xiàn)金屬光澤，這種金屬光澤分布不均勻，有明顯的濃度階梯，僅在靠近界面處2mm外顏色有逐漸變灰的趨勢(shì)。從宏觀上看，這種“釉化，粘砂缺陷符合機(jī)械滲透性粘砂的特征，拋光后的“釉化粘砂燒結(jié)層。
鑄造工藝設(shè)計(jì)就是根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，設(shè)計(jì)出一套既質(zhì)量，又可獲得較高經(jīng)濟(jì)效益的操作指導(dǎo)文件和質(zhì)量控制文件，并在執(zhí)行 的前提下生產(chǎn)出了符合要求的產(chǎn)品。
大型鑄件鑄造工藝設(shè)計(jì)工藝因素多，運(yùn)用的設(shè)計(jì)手段多，一些在小件中不顯眼的因素，在大件中有顯著的影響。大型鑄件批量較小，工藝試驗(yàn)和改進(jìn)困難，設(shè)計(jì)者要求有豐富的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn).設(shè)計(jì)的。
程和內(nèi)容主要有：鑄件的工藝性分析、鑄造工藝方案選擇、鑄造工藝參數(shù)的選定、鑄件成形的控制、鑄件的熱處理技術(shù)、鑄造工藝裝備的設(shè)計(jì)、鑄件的后處理技術(shù)等，是鑄造工藝設(shè)計(jì)的核心，通常意義上的鑄造工藝設(shè)計(jì)的涵義就是這部分。
鑄造工藝設(shè)計(jì)是在總結(jié)和提高的基礎(chǔ)上編制的,它是獲得 高產(chǎn)鑄件的一項(xiàng)技術(shù)管理措施。在選定鑄造工藝方案時(shí)， 考慮鑄造車間的具體條件，如鑄造設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況、生產(chǎn)能力，鑄鋼件的結(jié)構(gòu)和尺寸、技術(shù)要求以及生產(chǎn)數(shù)量等。下面就鑄造工藝方案選擇的主要原則，進(jìn)行初步討論。
鑄造件生產(chǎn)的工藝方案決定以后,還應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品零件圖的形狀、尺寸和技術(shù)要求,選定好各種鑄造工藝參數(shù)。鑄造工藝參數(shù)是由金屬種類和鑄造方法等的特點(diǎn)決定的。
其內(nèi)容主要包括鑄造收縮率、機(jī)械加工余量、拔模斜度、鑄造圓角和芯頭尺寸等，還有工藝補(bǔ)正量和分型負(fù)數(shù)等。選擇鑄造工藝參數(shù)時(shí) 根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)情況，靈活運(yùn)用。
鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除應(yīng)該符合機(jī)器設(shè)備本身的要求和機(jī)械加工工藝性的要求外，還應(yīng)該符合鑄造工藝的要求，鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：
一、要便于制造模型、芯盒和造型：
1)小型混合機(jī)、U形混合機(jī)鑄件的內(nèi)腔應(yīng)該力求鑄造時(shí)不用或少用型芯，當(dāng)采用型芯時(shí)，應(yīng)該方便其支撐、固定及排氣出砂， 時(shí)應(yīng)該設(shè)有足夠的工藝孔；
2)對(duì)于鑄件內(nèi)外側(cè)面及加強(qiáng)肋等結(jié)構(gòu)，應(yīng)該在起模方向設(shè)有 的結(jié)構(gòu)斜度；
3)鑄件上的凸臺(tái)部分與鑄件本體不應(yīng)該相差過大，較好取同一高度，同一面上的距離較近的幾個(gè)凸臺(tái)，較好連成整體的凸起部分。
4)鑄件的外形應(yīng)該力求簡單，以便于起模，應(yīng)該盡量使鑄造分型面為平面，且數(shù)目較?。?/div>
二、要減少產(chǎn)生鑄造缺陷的傾向：
1)應(yīng)該盡量避免鑄件內(nèi)具有大的水平面；
2)鑄件平面壁上的鑄孔，應(yīng)該用凸邊加固，以減少壁厚；
3)鑄件結(jié)構(gòu)應(yīng)該盡可能使其冷卻時(shí)能無阻礙地收縮；
4)鑄件內(nèi)水路、氣路等大面積的夾層腔，應(yīng)該有若干連接柱。
