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大型電動(dòng)蝶閥的鑄造方法

[ 2020-12-23 ]

1、電動(dòng)蝶閥結(jié)構(gòu)分析

(1)此電動(dòng)蝶閥屬園餅形結(jié)構(gòu),內(nèi)部空腔由8根加強(qiáng)筋連接支撐,頂部Φ620孔與內(nèi)腔相通,其余部分均為封閉形狀,砂芯難以固定,且易變形,同時(shí)對(duì)砂芯排氣和內(nèi)腔的清理都帶來(lái)很大困難,如圖1。
電動(dòng)蝶閥

(2)鑄件壁厚相差很大,最大壁厚處達(dá)380mm,最小壁厚只有36mm。鑄件凝固時(shí)溫差較大,收縮不均勻極易產(chǎn)生縮孔、縮松缺陷致水壓試驗(yàn)滲水。

2、電動(dòng)蝶閥工藝方案設(shè)計(jì):

1.分型面如圖一所示,將有孔的一端放在上箱,中間內(nèi)腔做一個(gè)整體砂芯,芯頭適當(dāng)加長(zhǎng),以方便砂芯的緊固和翻箱時(shí)砂芯的穩(wěn)定,側(cè)面兩個(gè)盲孔懸臂泥芯芯頭長(zhǎng)度要大于孔的長(zhǎng)度,使整個(gè)砂芯重心偏向芯頭一側(cè),確保砂芯固定平穩(wěn)。

2.采用半封閉式澆注系統(tǒng),∑F內(nèi):∑F橫:∑F直=1:1.5:1.3,直澆道用內(nèi)徑Φ120陶瓷管,底部放置兩塊200×100×40mm耐火磚,以防鐵水直接沖擊砂模,橫澆道底部設(shè)置150×150×40泡沫陶瓷過(guò)濾網(wǎng),內(nèi)澆道用12根內(nèi)徑Φ30陶瓷管通過(guò)過(guò)濾網(wǎng)底部集水槽均勻連接至鑄件底部形成底注式澆注方案,如圖2。
大型電動(dòng)蝶閥
(3)上模放置14個(gè)∮20型腔通氣孔,芯頭中間放置一根Φ200砂芯排氣孔,在厚大部位放置冷鐵激冷,確保鑄件實(shí)現(xiàn)均衡凝固,利用石墨化膨脹原理取消補(bǔ)縮冒口,以提高工藝出品率,砂箱尺寸3600×3600×1000/600mm,用25mm厚鋼板焊接保證足夠的強(qiáng)度和剛性,如圖3。

3、電動(dòng)蝶閥過(guò)程控制

(1)造型:造型前用Φ50×50mm標(biāo)準(zhǔn)試樣檢測(cè)樹(shù)脂砂的抗壓強(qiáng)度≥3.5MPa,,冷鐵及澆道部位重點(diǎn)緊實(shí)以確保砂模有足夠的強(qiáng)度抵消鐵水凝固時(shí)產(chǎn)生的石墨化膨脹,并防止鐵水長(zhǎng)時(shí)間沖擊澆道部位造成沖砂。

(2)制芯:此砂芯由8根加強(qiáng)筋將整個(gè)砂芯分隔成8等分,通過(guò)中間空腔連接而成,除中間芯頭外沒(méi)有其它支撐和排氣部位,如不能處理好砂芯固定和排氣,澆注后將出現(xiàn)砂芯移位和氣孔,因砂芯整體面積大,又被分隔成八個(gè)部分,必須有足夠的強(qiáng)度和剛性,才能確保砂芯起模后不損壞,澆注后不發(fā)生變形現(xiàn)象,從而保證鑄件壁厚的均勻一致,為此我們特制作了專(zhuān)用芯骨,并用通氣繩扎于芯骨之上從芯頭引出排氣,制芯時(shí)確保砂模的緊實(shí)度。

(3)合箱:考慮此碟閥內(nèi)腔清砂因難,整個(gè)砂芯涂刷兩層涂料,第一層刷醇基鋯系涂料(波美度45-55),,待第一層涂燒干后再用醇基鎂系涂料刷第二層(波美度35-45)以防鑄件粘砂和燒結(jié),無(wú)法清理。芯頭部位用三個(gè)M25螺桿吊于芯骨主體結(jié)構(gòu)Φ200鋼管上與上模砂箱用螺冒固定鎖緊并檢查各部位壁厚是否均勻一致。

4 、電動(dòng)蝶閥熔煉澆注工藝

(1)用本溪低P、S、Ti優(yōu)質(zhì)Q14/16#生鐵,按40%~60%比例加入;廢鋼中嚴(yán)格控制P、S、Ti、Cr、Pb等微量元素,不允許有銹蝕油污存在,加入比例25%~40%;回爐料在使用前須拋丸清理干凈,確保爐料的清潔。

(2)爐后主要成份控制:C:3.5-3.65%,Si:2.2%~2.45%,Mn:0.25%~0.35%,P≤0.05%,S:≤0.01%,Mg(殘):0.035%~0.05%,在保證球化的前提下,Mg(殘)盡可能取下限。

(3)球化孕育處理:采用低鎂低稀土球化劑,加入比例1.0%~1.2%,常規(guī)沖入法球化處理,一次孕育0.15%覆蓋在包底球化劑上,球化完成扒渣后再轉(zhuǎn)包進(jìn)行二次孕育0.35%,澆注時(shí)進(jìn)行隨流孕育0.15%,

(4)采用低溫快澆工藝,澆注溫度1320℃~1340℃,澆注時(shí)間70~80s,澆注時(shí)鐵水不能斷流,澆口杯始終處于充滿(mǎn)狀態(tài),以防氣體和夾雜物通過(guò)澆道卷入型腔。

5、電動(dòng)蝶閥鑄件檢測(cè)結(jié)果

1.檢測(cè)附鑄試塊抗拉強(qiáng)度:485MPa,伸長(zhǎng)率:15%,布氏硬度HB187。

2.球化率95%,石墨大小6級(jí),珠光體35%,金相組織。

3.重要部位UT、MT二級(jí)探傷未發(fā)現(xiàn)可記錄缺陷。

4.外觀平整光潔,無(wú)夾砂、夾渣、冷隔等鑄造缺陷,壁厚均勻,尺寸符合圖紙要求。

5.加工后進(jìn)行20kg/cm2水壓測(cè)試未出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。

6、電動(dòng)蝶閥結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)此蝶閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),著重從工藝方案設(shè)計(jì)、砂芯的制作和固定及鋯系涂料的使用方面解決了中間大砂芯不穩(wěn)定易變形及清砂困難的問(wèn)題,用通氣繩和芯頭中間設(shè)置排氣孔避免了鑄件產(chǎn)生氣孔的可能,從爐料控制、澆道系統(tǒng)引用泡沫陶瓷過(guò)濾網(wǎng)和陶瓷內(nèi)澆道技術(shù)保證了鐵水的純凈,經(jīng)過(guò)多次孕育處理確保了鑄件金相組織和各項(xiàng)綜合性能都達(dá)到了客戶(hù)的標(biāo)準(zhǔn)要求。

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