[發明專利]汽輪機主汽調節閥體的鑄造方法

無效

• 申請號: 200710023513.4
• 申請日: 2007-06-04
• 公開（公告）號: CN101081432A
• 公開（公告）日: 2007-12-05
• 發明（設計）人: 陸乾;吳正江;徐軍
• 申請（專利權）人: 天乾（無錫）科技有限公司
• 主分類號: B22D46/00
• 分類號: B22D46/00;B22C9/02
• 代理公司: 宜興市天宇知識產權事務所
• 代理人: 曹衛華

技術領域

本發明屬金屬鑄造領域，尤其是指汽輪機上主汽調節閥體的鑄造方法。

背景技術

主汽調節閥體是汽輪機上的關鍵部件，生產難度很大，過去一直依賴國外生產，國內有個別廠家曾經試生產，但未形成批量生產，其鑄造方法為：

1.采用平作平澆工藝。閥體水平放置，兩側設置澆注系統，法蘭上部設置3個冒口用以補充鋼水。

2.在法蘭部位放置冷鐵加強冷卻，對于閥體外表層型砂及內腔芯砂要使用耐火度高的原砂。

3.熱處理一般為在空氣中冷卻。

上述方法存在的不足是：水平放置時冒口尺寸大，冒口數量多，補縮條件差，生產的鑄件外表粘砂嚴重，內腔芯砂易被鋼水燒結而難于清理；在空氣中冷卻的正火處理鑄件，其機械性能不宜保證。為了解決這些問題，有的在鑄件內腔的砂芯中通壓縮空氣以加強內部的冷卻，外部用金屬殼制成鑄型加強外部冷卻，采用水淬的熱處理工藝，此種通壓縮空氣方法需要配置一套裝置，金屬殼制成鑄型成本又很高，水淬工藝需要配置淬火水槽，鑄件水淬時熱處理的裂紋趨向性較大。鑒于此不易形成批量生產。

發明內容

本發明正是為了克服上述不足，提供一種能批量生產出合格汽輪機主汽調節閥體的鑄造方法，主要創新在于調整了鑄造及熱處理工藝，鑄造采取平做立澆工藝，熱處理采用兩級熱處理制度。具體是這樣來實施的：汽輪機主汽調節閥體的鑄造方法，其特征在于鑄造采取平做立澆工藝，即：

a)平做鑄型：平放模具，在模具表面覆50-100mm的鎂碳砂作為面層，其余背砂填充；在法蘭部位按間隔50-100mm放置隔砂冷鐵隔砂層10-30mm；吹二氧化碳汽體硬化鑄型，取出模具，將鑄型放入烘干窯在150-300℃下烘12-16小時，出窯后涂刷鋯英粉水基涂料；

b)立式澆注：將幾部分鑄型組裝緊固好后立起來進行澆注，兩側從下到上依次置有若干層澆口，頂端面上設置一個冒口，冒口底部置有補貼；金屬液充型時先充填鑄型底部，當底部充滿后則從第二層澆口填充金屬液，依次類推從下部向上澆滿鑄型，澆注溫度控制在1550-1559℃，澆注時間控制在2-4分鐘之內，澆注完后鑄件在鑄型中冷卻56-72小時開箱，開箱溫度控制在350-250℃。

這種平做立澆工藝，是按平穩充型有利補縮鑄件的原則設計澆注系統，通過從下而上的逐級澆鑄，能充分利用重力，形成有利的補縮順序。另外在鑄件頂端面只設置一個冒口，冒口用保溫圈和保溫板制作，節省了投資成本。本工藝還在閥身上的法蘭的端面及圓周設置冷鐵加強該部位的凝固速度。

鑄件清砂后，采用兩級熱處理制度，用預備熱處理消除鑄造應力及均勻金相組織，以噴霧方法實施正火及回火工藝，具體如下:

a)預備熱處理：將清理好的鑄件、在溫度不低于150℃裝入熱處理爐加熱10-13小時升溫至600-650℃保持此溫度2-5小時；再加熱8-12小時升溫至980-1100℃保持此溫度26-30小時，然后關閉燒嘴使鑄件在爐內隨爐子降溫冷卻至200-350℃出爐；

b)預備熱處理結束后，將鑄件從熱處理爐拉出立即進行熱割冒口，熱割冒口時鑄件溫度保持在150-350℃。在切割過程當中若溫度低于150-200℃需重新上窯加熱，保證熱割冒口時鑄件溫度保持在150-350℃。

c)正火處理鑄件，將鑄件裝入熱處理爐加熱10-13小時升溫至600-650℃保持此溫度2-5小時；再加熱8-12小時升溫至900-1000℃保持此溫度16-22小時，然后將鑄件從爐子拉出，向鑄件表面噴水霧，先噴40-60分鐘，停50-60分鐘，再噴15-20分鐘，再停50-60分鐘，循環第二次噴霧過程，同時在鑄件內腔插入風管吹入壓縮空氣，直到100℃以下。

d)回火處理：將鑄件裝爐以每小時50-70℃的加熱速率升溫至680-700℃保溫20-24小時，再以每小時50-70℃的速率降溫至250-350℃，將鑄件拉出爐冷卻到室溫。

本發明采用平做立澆工藝，解決了補縮所產生的缺陷，采用噴霧熱處理工藝達到甚至超過機械性能指標，成功批量生產了汽輪機主汽調節閥體，解決了難以生產的問題。

該鑄件的技術質量指標是：

化學成分：

C≤0.18％??Mn＝0.40-0.70％??Si≤0.60％??S≤0.030％??P≤0.030％??Cr＝2.00-2.75％

Mo＝0.90-1.20％??Ni≤0.30％??Cu≤0.30％??Al≤0.30％

機械性能：