[發(fā)明專利]大型薄壁閥體鑄鋼件的鑄造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310521299.0
• 申請(qǐng)日: 2013-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN103506580A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉為作;於興洲;呂萬(wàn)鵬;部顯文;黃浩;王海建
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 宜昌船舶柴油機(jī)有限公司
• 主分類號(hào): B22C9/10
• 分類號(hào): B22C9/10;B22C9/22;B22C9/08;C21D1/30
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103
• 代理人: 成鋼

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鑄造方法，特別是一種大型薄壁閥體鑄鋼件的鑄造方法。

背景技術(shù)

大型薄壁閥體鑄鋼件，是水力機(jī)械設(shè)備用關(guān)鍵鑄件，長(zhǎng)寬高分別為2050?mm×?1750mm×1000?mm，外形上有三個(gè)方向的連接水管法蘭，內(nèi)腔有16個(gè)導(dǎo)水弧形板（14）和16個(gè)上下軸轂連接立柱（15），參見圖4，水腔與外形大部分區(qū)域?yàn)椴灰?guī)則線型，主要壁厚32?mm，質(zhì)量4100kg，要求法蘭面磁粉探傷、超聲波探傷Ⅱ級(jí)，其它毛坯面要求磁粉探傷Ⅲ級(jí)。

現(xiàn)有技術(shù)條件下模型制作，需要先用木材做出鑄件實(shí)樣與芯盒的外形結(jié)構(gòu)，再采用木工機(jī)床加工法蘭、圓柱等規(guī)則形狀，對(duì)于不規(guī)則的線型區(qū)域，只能放樣做出樣板，采用手工模式，對(duì)照樣板一點(diǎn)一點(diǎn)的去除多余部分。這樣制作模型，不僅需要消耗大量的木材,而且需要花費(fèi)大量的人力和較長(zhǎng)的工期。

閥體鑄鋼件表面積很大，而水腔截面壁厚只有32?mm，現(xiàn)有技術(shù)條件下，采用底注圓形內(nèi)澆道，澆注溫度1550±15℃，頂面設(shè)置冒口方式，鑄件水腔表面遠(yuǎn)離內(nèi)澆道和冒口處容易出現(xiàn)澆不足、冷隔、皺皮等缺陷，而在鑄件內(nèi)澆道連接處，因鋼水過(guò)熱和補(bǔ)縮通道不暢則容易出現(xiàn)裂紋缺陷。這些缺陷如果在修理標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍內(nèi)，就需要采取打磨、磁粉探傷、碳刨、焊補(bǔ)等方式處理，而當(dāng)缺陷超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，就會(huì)發(fā)生導(dǎo)致鑄件報(bào)廢的質(zhì)量事故。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種大型薄壁閥體鑄鋼件的鑄造方法，可以快速、經(jīng)濟(jì)地制作復(fù)雜不規(guī)則形狀的鑄件模型，確保鑄件澆注時(shí)鋼水自下而上的平穩(wěn)充型，實(shí)現(xiàn)鑄件順序凝固，從而獲得質(zhì)量符合技術(shù)要求的鑄件。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種大型薄壁閥體鑄鋼件的鑄造方法，包括以下步驟：

一、實(shí)體復(fù)合模型制作；

用木材做出上半閥體、下半閥體外模和第二芯盒的整體骨架及不規(guī)則形狀的截面樣板，在骨架與樣板間充填混合填料，搗實(shí)，填料修理光順，符合尺寸要求后，自然硬化；

第一芯盒、和第三芯盒采用常規(guī)方法制作；

軸轂上下法蘭、加強(qiáng)筋板、導(dǎo)水弧形板和軸轂連接立柱做活塊，第一芯盒、第二芯盒和第三芯盒相互之間做出定位芯頭；

二、混砂；

三、造型、制芯；

在鑄件水平最大截面處，即上半閥體與下半閥體分模處分型，下半閥體的法蘭處設(shè)置冷鐵，上半閥體的法蘭與筒體上設(shè)置冒口；

四、刷涂料、下芯、合箱；

五、冶煉、澆注；

六、后期處理；

通過(guò)上述步驟得到整體鑄造的大型薄壁閥體鑄鋼件。

步驟一中，上下軸轂開檔縮尺按1.0%制作，其它縮尺按1.8%制作。

步驟一中，模型混合填料配比為氧化鎂與木屑按體積比1：1，氯化鎂水溶液加入量以用手緊握混合料能擠出漿水而松手后又能恢復(fù)原狀為準(zhǔn)。

步驟二中，原砂為石英砂和鉻鐵礦砂，粘結(jié)劑為堿酚醛樹脂，固化劑為有機(jī)酯，按質(zhì)量比堿酚醛樹脂加入量占砂加入量的1.5～2.0%，有機(jī)酯加入量占?jí)A酚醛樹脂加入量的20.0～30.0%。

步驟二中，為防止鑄件發(fā)生粘砂，在鑄型與砂芯的圓角熱節(jié)部位使用15mm±5mm厚的耐高溫鉻鐵礦砂，第二芯盒中部放置退讓性材料。

步驟三中，采用開放式澆注系統(tǒng)，用耐高溫扁平陶管做內(nèi)澆道，內(nèi)澆道設(shè)三層并沿平面布置為多個(gè)，澆注系統(tǒng)各組元截面積比例為：

F_直：F_橫：F_內(nèi)=1：1.2：1.4。

合箱步驟中，鑄型合箱后，向型腔吹熱風(fēng)烘烤4～6小時(shí)，型腔在100±20℃范圍內(nèi)熱態(tài)下澆注；

澆注步驟中，澆注溫度1540～1570℃，澆注時(shí)間為70～90秒。

所述的后期處理包括：整形、熱處理、打磨、探傷、焊補(bǔ)修理和去應(yīng)力熱處理；

所述的整形、熱處理步驟中，鑄件在砂箱中保溫72小時(shí)以上后落砂清理，用氧丙烷氣切割澆冒口補(bǔ)貼，然后進(jìn)行正火熱處理，正火溫度880～920℃，保溫時(shí)間6小時(shí)，出爐空冷，細(xì)化晶粒。

所述的焊補(bǔ)修理、去應(yīng)力處理步驟中，采用CO2氣體保護(hù)焊焊補(bǔ)，焊補(bǔ)區(qū)域預(yù)熱溫度100℃～150℃，焊后整體消除應(yīng)力熱處理，熱處理溫度550?℃～600?℃，保溫時(shí)間4小時(shí)。