會(huì)員1.png)
您所在位置：產(chǎn)品搜索
請(qǐng)輸入產(chǎn)品關(guān)鍵字：
聯(lián)系方式
地址：浙江溫州龍灣區(qū)沙城鎮(zhèn)七五工業(yè)園區(qū)
郵編：325025
聯(lián)系人：姜長(zhǎng)根
留言：在線留言
商鋪：http://www.mutongjihua.com/st49810/
郵編：325025
聯(lián)系人：姜長(zhǎng)根
留言：在線留言
商鋪：http://www.mutongjihua.com/st49810/
技術(shù)文章
刀閘閥鑄件結(jié)構(gòu)
點(diǎn)擊次數(shù)：1285 發(fā)布時(shí)間：2014-9-5
刀閘閥鑄件結(jié)構(gòu)
刀閘閥鑄件，材料為HT250，鑄件質(zhì)量30kg，輪廓尺寸為520mm×372mm×148mm，zui大壁厚78mm，zui小壁厚10mm，鑄件結(jié)構(gòu)及尺寸見(jiàn)圖1。閥門(mén)工作時(shí)，閘板在寬度方向上通過(guò)盤(pán)根與閥體配合以起到密封作用。為保證閥體關(guān)閉時(shí)的密封要求，圖紙要求內(nèi)腔322mm公差為（0，1。5mm），相當(dāng)于ENISO8062CT7級(jí)。鑄件采用樹(shù)脂砂手工造型、熱芯盒制芯及3t中頻爐熔煉工藝生產(chǎn)。鑄件精加工后用三坐標(biāo)檢測(cè)內(nèi)腔尺寸。
1改進(jìn)前的質(zhì)量問(wèn)題
由于內(nèi)腔尺寸公差等級(jí)高，鑄件內(nèi)腔尺寸極容易超差，尺寸超差有兩種結(jié)果：①內(nèi)腔尺寸小于下公差，裝配時(shí)閘板無(wú)法安裝到位，閥體直接報(bào)廢；②內(nèi)腔尺寸大于上公差，裝配時(shí)閥板比較容易安裝，但閥體密封性水壓測(cè)試時(shí)，壓力上升到12bar時(shí)，閥體泄露，不能滿足密封性檢測(cè)要求。出現(xiàn)該缺陷后，曾試著從改變內(nèi)澆道引入方式、內(nèi)腔芯盒采取反變形等各種方式來(lái)解決，但并沒(méi)有達(dá)到預(yù)期效果；采取純數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法，尋找鑄件變形規(guī)律，從而采取改進(jìn)措施的方式也未能湊效，整個(gè)試制過(guò)程長(zhǎng)達(dá)數(shù)年，鑄件合格率在10%左右。2010年共測(cè)量15件，三坐標(biāo)測(cè)量的鑄件內(nèi)腔尺寸見(jiàn)表1。鑄件尺寸全部超差，這些數(shù)據(jù)在閥體中的測(cè)量位置如圖2所示。
分析這些數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在圖2所示的測(cè)量位置范圍內(nèi)，鑄件內(nèi)腔尺寸（322mm）要么兩頭小中間大，要么兩頭大中間小，呈無(wú)規(guī)律性的變化。
2內(nèi)腔變形問(wèn)題質(zhì)量改進(jìn)方法
2。1鑄件內(nèi)腔變形問(wèn)題原因分析
液態(tài)合金在凝固和冷卻過(guò)程中，在固態(tài)收縮階段（從凝固終止溫度Ts到室溫間的收縮）鑄件體積收縮隨溫度下降呈線性關(guān)系。這個(gè)關(guān)系決定了鑄件的“縮尺”大小。鑄件體積隨溫度變化曲線見(jiàn)圖3[1]。該閥體壁厚差異較大。內(nèi)腔砂芯輪廓尺寸為460mm×322mm×14mm。閥體*部位（壁厚78mm）與法蘭部位（壁厚20mm）通過(guò)壁厚為10mm的空腔相連接。由于鑄件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，造成鑄件各部分冷卻速度不同，線收縮程度大小各異。而常規(guī)鑄造工藝設(shè)計(jì)時(shí)采用同一個(gè)縮尺的方法不能滿足CT7的要求。所以，該問(wèn)題需要從研究澆注溫度和壁厚對(duì)鑄件收縮量的影響程度方面來(lái)解決。
2。2工藝改進(jìn)過(guò)程及結(jié)果分析
2。2。1工藝改進(jìn)過(guò)程簡(jiǎn)介
為研究澆注溫度對(duì)鑄件收縮量的影響，在試制時(shí)，首先選擇恰當(dāng)?shù)蔫F液化學(xué)成分，保證碳當(dāng)量在4。20%~4。40%，共晶度在0。90~1。05，這樣的成分在保證流動(dòng)性同時(shí)，又降低了鑄件的縮孔傾向。有資料表明，對(duì)于樹(shù)脂砂鑄件，鑄件縮孔量隨共晶度的不同，其值在4%~0。5%范圍內(nèi)變化，見(jiàn)圖4[1]。其次，采用平作立澆和激冷覆膜砂制芯工藝，縮短鑄件澆注時(shí)間，平衡鑄件冷卻時(shí)溫度場(chǎng)分布。為此，工藝上將內(nèi)澆口從原壁厚78mm部位移到薄壁10mm處；內(nèi)腔芯采用北京某公司生產(chǎn)的激冷高強(qiáng)度低發(fā)氣覆膜砂，這種砂具有較好的激冷性能，能在一定程度上起到替代冷鐵的作用。使用該種覆膜砂可避免鑄件縮松或晶粒粗大現(xiàn)象，提高鑄件質(zhì)量和成品率。再次，在鑄件爐號(hào)的基礎(chǔ)上，增加澆注序列號(hào)?，F(xiàn)場(chǎng)澆注時(shí)，在澆包內(nèi)用KW-602型鎢錸快速熱電偶測(cè)溫槍測(cè)量并記錄每個(gè)鑄件的實(shí)際澆注溫度。采用上述方法，共澆注了3件鑄件，鑄件拋丸打磨后，用游標(biāo)卡尺測(cè)量得到數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。2。2。2工藝改進(jìn)結(jié)果分析
利用表2的數(shù)據(jù)，可以得到鑄件在不同位置的澆注溫度與縮尺之間的關(guān)系，見(jiàn)圖5。分析圖5縮尺和澆注溫度之間的關(guān)系曲線，可以得出：①鑄件收縮量和澆注溫度成反比例關(guān)系，澆注溫度越高，鑄件收縮量越?。ū?，澆注溫度1352℃時(shí)縮尺平均值為1。20%，1418℃時(shí)縮尺平均值為1。10%。激冷覆膜砂在1000℃時(shí)的熱膨脹率為0。9%~1。2%，澆注溫度越高，砂芯膨脹量越大，相應(yīng)地鑄件內(nèi)腔尺寸變大，鑄件收縮量變?。虎阼T件收縮量和鑄件壁厚成正比例關(guān)系，鑄件壁越厚，鑄件收縮量越大（表2，厚壁處81#和83#尺寸收縮量大，平均值超過(guò)1。20%；薄壁處82#尺寸收縮量小，平均值為1。01%）。根據(jù)鑄件尺寸的偏差傾向來(lái)選擇澆注溫度范圍，在不修理熱芯盒金屬模具的情況下，達(dá)到滿足圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求的目的。表2中82#尺寸均超過(guò)公差上限323。5mm，其他尺寸在公差范圍322~323。5mm之內(nèi)。采用圖5的分析結(jié)果，選擇1350℃至1380℃的較低澆注溫度，鑄件收縮量會(huì)變大，鑄件尺寸相應(yīng)地變小至滿足圖紙公差要求范圍內(nèi)。
2。2。3工藝改進(jìn)結(jié)果重復(fù)性驗(yàn)證
采用與試制時(shí)相似工藝條件，在1350℃至1380℃的澆溫范圍內(nèi)，重新澆注了4件。測(cè)量鑄件尺寸得到表3數(shù)據(jù)。第2批測(cè)量數(shù)據(jù)與第1批數(shù)據(jù)具有很高的重復(fù)性。證明了試制階段結(jié)論的正確性：82#尺寸的縮尺由表2中的zui大1。06%增大到1。07%，鑄件zui大值由表2324mm減小為323。78mm。其他尺寸均在公差范圍322~323。5mm之內(nèi)?？紤]到現(xiàn)場(chǎng)澆注過(guò)程中，1350~1380℃溫度控制的難度及不同季節(jié)氣溫對(duì)澆注溫度的影響，在此階段，對(duì)熱芯盒金屬模具82#尺寸作了反變形處理，修改模具后轉(zhuǎn)入正常批量生產(chǎn)，鑄件尺寸滿足圖紙公差要求。
3結(jié)論
?。?）對(duì)于鑄件質(zhì)量為30kg，尺寸為520mm×371mm×148mm的灰鑄鐵刀閘閥類鑄件，采用樹(shù)脂砂手工造型、覆膜砂熱芯盒射芯、中頻電爐熔煉工藝可以滿足鑄件尺寸CT7公差要求。
（2）對(duì)于壁厚差異大，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的刀閘閥類鑄件，鑄件收縮量與澆注溫度成反比例關(guān)系，與鑄件壁厚成正比例關(guān)系。
?。?）對(duì)于刀閘閥類鑄件，采用平作立澆工藝、激冷覆膜砂制芯、控制澆注溫度及鐵液化學(xué)成分等措施可有效消除鑄件熱應(yīng)力變形問(wèn)題。
刀閘閥鑄件，材料為HT250，鑄件質(zhì)量30kg，輪廓尺寸為520mm×372mm×148mm，zui大壁厚78mm，zui小壁厚10mm，鑄件結(jié)構(gòu)及尺寸見(jiàn)圖1。閥門(mén)工作時(shí)，閘板在寬度方向上通過(guò)盤(pán)根與閥體配合以起到密封作用。為保證閥體關(guān)閉時(shí)的密封要求，圖紙要求內(nèi)腔322mm公差為（0，1。5mm），相當(dāng)于ENISO8062CT7級(jí)。鑄件采用樹(shù)脂砂手工造型、熱芯盒制芯及3t中頻爐熔煉工藝生產(chǎn)。鑄件精加工后用三坐標(biāo)檢測(cè)內(nèi)腔尺寸。
1改進(jìn)前的質(zhì)量問(wèn)題
由于內(nèi)腔尺寸公差等級(jí)高，鑄件內(nèi)腔尺寸極容易超差，尺寸超差有兩種結(jié)果：①內(nèi)腔尺寸小于下公差，裝配時(shí)閘板無(wú)法安裝到位，閥體直接報(bào)廢；②內(nèi)腔尺寸大于上公差，裝配時(shí)閥板比較容易安裝，但閥體密封性水壓測(cè)試時(shí)，壓力上升到12bar時(shí)，閥體泄露，不能滿足密封性檢測(cè)要求。出現(xiàn)該缺陷后，曾試著從改變內(nèi)澆道引入方式、內(nèi)腔芯盒采取反變形等各種方式來(lái)解決，但并沒(méi)有達(dá)到預(yù)期效果；采取純數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法，尋找鑄件變形規(guī)律，從而采取改進(jìn)措施的方式也未能湊效，整個(gè)試制過(guò)程長(zhǎng)達(dá)數(shù)年，鑄件合格率在10%左右。2010年共測(cè)量15件，三坐標(biāo)測(cè)量的鑄件內(nèi)腔尺寸見(jiàn)表1。鑄件尺寸全部超差，這些數(shù)據(jù)在閥體中的測(cè)量位置如圖2所示。
分析這些數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在圖2所示的測(cè)量位置范圍內(nèi)，鑄件內(nèi)腔尺寸（322mm）要么兩頭小中間大，要么兩頭大中間小，呈無(wú)規(guī)律性的變化。
2內(nèi)腔變形問(wèn)題質(zhì)量改進(jìn)方法
2。1鑄件內(nèi)腔變形問(wèn)題原因分析
液態(tài)合金在凝固和冷卻過(guò)程中，在固態(tài)收縮階段（從凝固終止溫度Ts到室溫間的收縮）鑄件體積收縮隨溫度下降呈線性關(guān)系。這個(gè)關(guān)系決定了鑄件的“縮尺”大小。鑄件體積隨溫度變化曲線見(jiàn)圖3[1]。該閥體壁厚差異較大。內(nèi)腔砂芯輪廓尺寸為460mm×322mm×14mm。閥體*部位（壁厚78mm）與法蘭部位（壁厚20mm）通過(guò)壁厚為10mm的空腔相連接。由于鑄件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，造成鑄件各部分冷卻速度不同，線收縮程度大小各異。而常規(guī)鑄造工藝設(shè)計(jì)時(shí)采用同一個(gè)縮尺的方法不能滿足CT7的要求。所以，該問(wèn)題需要從研究澆注溫度和壁厚對(duì)鑄件收縮量的影響程度方面來(lái)解決。
2。2工藝改進(jìn)過(guò)程及結(jié)果分析
2。2。1工藝改進(jìn)過(guò)程簡(jiǎn)介
為研究澆注溫度對(duì)鑄件收縮量的影響，在試制時(shí)，首先選擇恰當(dāng)?shù)蔫F液化學(xué)成分，保證碳當(dāng)量在4。20%~4。40%，共晶度在0。90~1。05，這樣的成分在保證流動(dòng)性同時(shí)，又降低了鑄件的縮孔傾向。有資料表明，對(duì)于樹(shù)脂砂鑄件，鑄件縮孔量隨共晶度的不同，其值在4%~0。5%范圍內(nèi)變化，見(jiàn)圖4[1]。其次，采用平作立澆和激冷覆膜砂制芯工藝，縮短鑄件澆注時(shí)間，平衡鑄件冷卻時(shí)溫度場(chǎng)分布。為此，工藝上將內(nèi)澆口從原壁厚78mm部位移到薄壁10mm處；內(nèi)腔芯采用北京某公司生產(chǎn)的激冷高強(qiáng)度低發(fā)氣覆膜砂，這種砂具有較好的激冷性能，能在一定程度上起到替代冷鐵的作用。使用該種覆膜砂可避免鑄件縮松或晶粒粗大現(xiàn)象，提高鑄件質(zhì)量和成品率。再次，在鑄件爐號(hào)的基礎(chǔ)上，增加澆注序列號(hào)?，F(xiàn)場(chǎng)澆注時(shí)，在澆包內(nèi)用KW-602型鎢錸快速熱電偶測(cè)溫槍測(cè)量并記錄每個(gè)鑄件的實(shí)際澆注溫度。采用上述方法，共澆注了3件鑄件，鑄件拋丸打磨后，用游標(biāo)卡尺測(cè)量得到數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。2。2。2工藝改進(jìn)結(jié)果分析
利用表2的數(shù)據(jù)，可以得到鑄件在不同位置的澆注溫度與縮尺之間的關(guān)系，見(jiàn)圖5。分析圖5縮尺和澆注溫度之間的關(guān)系曲線，可以得出：①鑄件收縮量和澆注溫度成反比例關(guān)系，澆注溫度越高，鑄件收縮量越?。ū?，澆注溫度1352℃時(shí)縮尺平均值為1。20%，1418℃時(shí)縮尺平均值為1。10%。激冷覆膜砂在1000℃時(shí)的熱膨脹率為0。9%~1。2%，澆注溫度越高，砂芯膨脹量越大，相應(yīng)地鑄件內(nèi)腔尺寸變大，鑄件收縮量變?。虎阼T件收縮量和鑄件壁厚成正比例關(guān)系，鑄件壁越厚，鑄件收縮量越大（表2，厚壁處81#和83#尺寸收縮量大，平均值超過(guò)1。20%；薄壁處82#尺寸收縮量小，平均值為1。01%）。根據(jù)鑄件尺寸的偏差傾向來(lái)選擇澆注溫度范圍，在不修理熱芯盒金屬模具的情況下，達(dá)到滿足圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求的目的。表2中82#尺寸均超過(guò)公差上限323。5mm，其他尺寸在公差范圍322~323。5mm之內(nèi)。采用圖5的分析結(jié)果，選擇1350℃至1380℃的較低澆注溫度，鑄件收縮量會(huì)變大，鑄件尺寸相應(yīng)地變小至滿足圖紙公差要求范圍內(nèi)。
2。2。3工藝改進(jìn)結(jié)果重復(fù)性驗(yàn)證
采用與試制時(shí)相似工藝條件，在1350℃至1380℃的澆溫范圍內(nèi)，重新澆注了4件。測(cè)量鑄件尺寸得到表3數(shù)據(jù)。第2批測(cè)量數(shù)據(jù)與第1批數(shù)據(jù)具有很高的重復(fù)性。證明了試制階段結(jié)論的正確性：82#尺寸的縮尺由表2中的zui大1。06%增大到1。07%，鑄件zui大值由表2324mm減小為323。78mm。其他尺寸均在公差范圍322~323。5mm之內(nèi)?？紤]到現(xiàn)場(chǎng)澆注過(guò)程中，1350~1380℃溫度控制的難度及不同季節(jié)氣溫對(duì)澆注溫度的影響，在此階段，對(duì)熱芯盒金屬模具82#尺寸作了反變形處理，修改模具后轉(zhuǎn)入正常批量生產(chǎn)，鑄件尺寸滿足圖紙公差要求。
3結(jié)論
?。?）對(duì)于鑄件質(zhì)量為30kg，尺寸為520mm×371mm×148mm的灰鑄鐵刀閘閥類鑄件，采用樹(shù)脂砂手工造型、覆膜砂熱芯盒射芯、中頻電爐熔煉工藝可以滿足鑄件尺寸CT7公差要求。
（2）對(duì)于壁厚差異大，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的刀閘閥類鑄件，鑄件收縮量與澆注溫度成反比例關(guān)系，與鑄件壁厚成正比例關(guān)系。
?。?）對(duì)于刀閘閥類鑄件，采用平作立澆工藝、激冷覆膜砂制芯、控制澆注溫度及鐵液化學(xué)成分等措施可有效消除鑄件熱應(yīng)力變形問(wèn)題。