球閥閥蓋鑄造工藝

耐磨鑄石球閥閥蓋，材質(zhì)ZG230-450，在生產(chǎn)加工中和裝配后進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)位于圖1A處（以DN300球閥閥蓋為例）周邊存在著不同程度的縮松、縮孔現(xiàn)象，鑄件毛坯時(shí)肉眼無法看見，而經(jīng)過機(jī)械加工或強(qiáng)度試驗(yàn)后有滲水現(xiàn)象發(fā)生。補(bǔ)焊不是很好的辦法，同時(shí)強(qiáng)度也無法保證，經(jīng)濟(jì)損失很大。

圖1 球閥閥蓋毛坯

    1 原因分析
    原澆注系統(tǒng)及澆注位置如圖2所示。    

 
圖2 原鑄造工藝
1 砂箱2 澆口3 砂芯4 冒口5 涂料層6 鑄型

    由于上面法蘭盤?。?Phi;498mm×35mm），閥蓋最小壁厚20mm處壁薄，而底部的法蘭盤較大（Φ698mm×36mm），以及A處存在熱節(jié)，在澆注時(shí)底部大法蘭及A處在最下面，使渣排不出去，冷凝較慢，殘余鑄造應(yīng)力較大，組織疏松。因?yàn)殍T件在凝固過程中，鑄鋼的液態(tài)收縮和凝固收縮常在最后凝固部位，即熱節(jié)處出現(xiàn)縮孔和縮松。其主要原因是閥蓋的大法蘭盤及有A部位產(chǎn)生熱節(jié)，散熱條件差，結(jié)果是上面小法蘭盤及閥蓋最小壁厚20mm處先凝固，最后凝固區(qū)移到底部的大法蘭盤及A處，造成縮孔或縮松。
    2 工藝改進(jìn)
    改進(jìn)后工藝方案如圖3所示，按照均衡凝固原理，采用頂注優(yōu)先，冒口靠邊臥澆工藝。

    
圖3 改進(jìn)后鑄造工藝
1 砂箱2 澆口3 砂芯4 冒口5 涂料層6 鑄型

    具體鑄造工藝改進(jìn)如下：
    （1）砂箱選得大一些，保證吃砂量。    
    （2）根據(jù)鑄件形狀及尺寸制造合適型模，砂型模應(yīng)用前進(jìn)行烘干。
    （3）冒口和澆道設(shè)計(jì)成腰圓形，其高度均取H=1.3B（B為冒口寬度），以便提高冒口的補(bǔ)縮率。
    （4）控制好澆注溫度。
    （5）將大法蘭盤放在上面，且澆口和冒口的位置靠近熱節(jié)區(qū)，為鑄造創(chuàng)造了極為有利的順序凝固條件，熱節(jié)區(qū)得到及時(shí)的補(bǔ)縮。
    工藝改進(jìn)后，在澆注時(shí)由于上面法蘭盤大，底部法蘭面積小，先注入的鋼液始終處于液流的前端，且溫度越來越低，底部小法蘭和閥蓋最小壁厚20mm處能夠迅速充滿，同時(shí)也有利于型腔內(nèi)氣體的排除。
    3 應(yīng)用效果
    采用改進(jìn)后的工藝，有效地解決閥蓋A處的縮孔、縮松等缺陷，成品率穩(wěn)定在97%以上，效果非常好。