副叶轮的叠型串铸工艺.doc

副叶轮的叠型串铸工艺 【摘要】 采用浇注系统兼起直接实用冒口的作用，且在浇注系统对面设置与浇注系统相同的型后集渣包，并运用叠型串铸的工艺，使球墨铸铁副叶轮铸件缺陷得到有效克服。 我厂是生产工业泵的大型专业厂家，以其过硬的产品质量获得用户的认可。其中工业泵上的重要零件副叶轮材质为QT700—2，结构如图1所示，技术要求较高，铸件重7.7kg。现以我厂某型号工业泵副叶轮为例，介绍铸造工艺方案改进前后的设计。 一、原铸造工艺简介 1.铸件结构分析 副叶轮材质为QT700—2，在呋喃树脂自硬砂造型线上生产，铸件形状较为简单。由于使用工况下受到一定的水压作用，所以铸件要求无缩孔、缩松及裂纹等缺陷。壁厚较为均匀，铸件大部分壁厚为13mm，属薄壁铸件，外形尺寸为φ290mm×53mm，属小型类铸件。 2.原铸造工艺 由于采用呋喃树脂自硬砂造型线生产，因此造型时起模时困难，不象普通粘土砂那样容易实现多箱造型，工艺上采用组芯的方法生产，所有铸件都放在下箱。采用传统的浇注系统，上箱只设浇注系统和出气孔，采用单件浇注的形式(见图2)。通过试生产后发现大平面处有气渣孔缺陷、球化衰退现象及加工后4处缩松严重等问题。 3.产生缺陷原因分析 (1)渣气孔产生的原因是由于树脂砂发气量大，易产生脏冷铁液，先进入型腔的低温而有熔渣夹杂的铁液无法排出而产生。 (2)缩松缺陷主要是由于浇注系统设计不合理，内浇道尺寸为30ram×9mm×15mm，因内浇道短没有及时凝固，单件生产时浇注压头低，以及球化衰退造成的(用1.5t铁液包单件浇注，浇注后期铁液易产生球化衰退现象)。 二、铸造工艺改进 (1)重新分析铸件结构，纵观整个铸件，该件的主要壁厚仅为13mm，由于采用呋喃树脂砂造型，有足够的强度，根据卡赛原理，可用浇注系统兼起直接实用冒口的作用，确定关键模数为0.65cm。由卡赛原理可知，冒口颈(内浇道)模数为0.45cm，因此内浇道厚度取9mm，宽度约36mm(取4倍的厚度)，长度=(4～5)×内浇道厚度，厚壁件取上限，薄壁件即取下限，即取43mm。冒口(直浇道)有效体积取铸件体积的5％，故直径取(冒口)40mm，高度取60mm。内浇道可取代冒口颈的作用，而(浇口杯)直浇道就可取代冒口的作用。 (2)为有效地排除树脂砂型腔内的气体、低温夹杂和熔渣的“冷脏铁液”，我们在浇注系统的对面设置了与浇注系统相同的型后集渣包(见图3)。 (3)因为该铸件重约7.7kg若采用单件浇注的形式，在用1.5t铁液包进行浇注时，会在浇注后期出现球化衰退现象，针对这一现实问题，我们采用叠型串铸的工艺。 叠型串铸就是用一套型块(或有箱砂型)，一块一块地成对叠成一定高度后，再用夹具或压铁紧固的一叠铸型，由浇注系统的某一组元从下至上或从头至尾，将每排型腔串通，浇注时，高温金属液由较大的浇包一次浇入铸型中，经公共浇口，用逐层或同时充填方式引入到各个型腔中，从而得到成串铸件的砂型铸造方法，并在实际生产中被广泛采用。 采用串铸后，我们重新设计了工装，由于树脂自硬型有较高的强度，可不用砂箱，而采用活箱造型，将模样装在型板的框架中，制成芯盒形状(活箱)，按传统的平卧造型方法制芯，直接一件紧挨一件地叠型合箱串联起来。活箱设计如图4所示。 根据活箱尺寸及生产实际情况，我们决定叠6层(见图5)较适宜。 三、叠型串铸后的效果 工艺改进后，铸件气渣孔、缩松等孔类废品率由50％下降到3％，从而使综合废品率大大降低。目前存在的问题是当活箱采用木质结构时，浇注系统易变形，故应及时修理，且压铁应严格摆放。 叠型串铸有一箱多注的优点，可大幅度提高生产率，改善劳动条件，提高车间单位面积产量，并提高铸件质量，降低成本，适合大批量生产小型各类合金铸件。