【摘要】 采用澆注系統(tǒng)兼起直接實用冒口的作用，且在澆注系統(tǒng)對面設(shè)置與澆注系統(tǒng)相同的型后集渣包，并運用疊型串鑄的工藝，使球墨鑄鐵副葉輪鑄件缺陷得到有效克服。
我廠是生產(chǎn)工業(yè)泵的大型專業(yè)廠家，以其過硬的產(chǎn)品質(zhì)量獲得用戶的認(rèn)可。其中工業(yè)泵上的重要零件副葉輪材質(zhì)為QT700—2，，技術(shù)要求較高，鑄件重7.7kg。現(xiàn)以我廠某型號工業(yè)泵副葉輪為例，介紹鑄造工藝方案改進(jìn)前后的設(shè)計。
一、原鑄造工藝簡介
1.鑄件結(jié)構(gòu)分析
副葉輪材質(zhì)為QT700—2，在呋喃樹脂自硬砂造型線上生產(chǎn)，鑄件形狀較為簡單。由于使用工況下受到一定的水壓作用，所以鑄件要求無縮孔、縮松及裂紋等缺陷。壁厚較為均勻，鑄件大部分壁厚為13mm，屬薄壁鑄件，外形尺寸為φ290mm×53mm，屬小型類鑄件。
2.原鑄造工藝
由于采用呋喃樹脂自硬砂造型線生產(chǎn)，因此造型時起模時困難，不象普通粘土砂那樣容易實現(xiàn)多箱造型，工藝上采用組芯的方法生產(chǎn)，所有鑄件都放在下箱。采用傳統(tǒng)的澆注系統(tǒng)，上箱只設(shè)澆注系統(tǒng)和出氣孔，采用單件澆注的形式(見圖2)。通過試生產(chǎn)后發(fā)現(xiàn)大平面處有氣渣孔缺陷、球化衰退現(xiàn)象及加工后4處縮松嚴(yán)重等問題。
3.產(chǎn)生缺陷原因分析
(1)渣氣孔產(chǎn)生的原因是由于樹脂砂發(fā)氣量大，易產(chǎn)生臟冷鐵液，先進(jìn)入型腔的低溫而有熔渣夾雜的鐵液無法排出而產(chǎn)生。
(2)縮松缺陷主要是由于澆注系統(tǒng)設(shè)計不合理，內(nèi)澆道尺寸為30ram×9mm×15mm，因內(nèi)澆道短沒有及時凝固，單件生產(chǎn)時澆注壓頭低，以及球化衰退造成的(用1.5t鐵液包單件澆注，澆注后期鐵液易產(chǎn)生球化衰退現(xiàn)象)。
二、鑄造工藝改進(jìn)
(1)重新分析鑄件結(jié)構(gòu)，縱觀整個鑄件，該件的主要壁厚僅為13mm，由于采用呋喃樹脂砂造型，有足夠的強度，根據(jù)卡賽原理，可用澆注系統(tǒng)兼起直接實用冒口的作用，確定關(guān)鍵模數(shù)為0.65cm。由卡賽原理可知，冒口頸(內(nèi)澆道)模數(shù)為0.45cm，因此內(nèi)澆道厚度取9mm，寬度約36mm(取4倍的厚度)，長度=(4～5)×內(nèi)澆道厚度，厚壁件取上限，薄壁件即取下限，即取43mm。冒口(直澆道)有效體積取鑄件體積的5％，故直徑取(冒口)40mm，高度取60mm。內(nèi)澆道可取代冒口頸的作用，而(澆口杯)直澆道就可取代冒口的作用。
(2)為有效地排除樹脂砂型腔內(nèi)的氣體、低溫夾雜和熔渣的“冷臟鐵液”，我們在澆注系統(tǒng)的對面設(shè)置了與澆注系統(tǒng)相同的型后集渣包。
(3)因為該鑄件重約7.7kg若采用單件澆注的形式，在用1.5t鐵液包進(jìn)行澆注時，會在澆注后期出現(xiàn)球化衰退現(xiàn)象，針對這一現(xiàn)實問題，我們采用疊型串鑄的工藝。
疊型串鑄就是用一套型塊(或有箱砂型)，一塊一塊地成對疊成一定高度后，再用夾具或壓鐵緊固的一疊鑄型，由澆注系統(tǒng)的某一組元從下至上或從頭至尾，將每排型腔串通，澆注時，高溫金屬液由較大的澆包一次澆入鑄型中，經(jīng)公共澆口，用逐層或同時充填方式引入到各個型腔中，從而得到成串鑄件的砂型鑄造方法，并在實際生產(chǎn)中被廣泛采用。
采用串鑄后，我們重新設(shè)計了工裝，由于樹脂自硬型有較高的強度，可不用砂箱，而采用活箱造型，將模樣裝在型板的框架中，制成芯盒形狀(活箱)，按傳統(tǒng)的平臥造型方法制芯，直接一件緊挨一件地疊型合箱串聯(lián)起來。
三、疊型串鑄后的效果
工藝改進(jìn)后，鑄件氣渣孔、縮松等孔類廢品率由50％下降到3％，從而使綜合廢品率大大降低。目前存在的問題是當(dāng)活箱采用木質(zhì)結(jié)構(gòu)時，澆注系統(tǒng)易變形，故應(yīng)及時修理，且壓鐵應(yīng)嚴(yán)格擺放。
疊型串鑄有一箱多注的優(yōu)點，可大幅度提高生產(chǎn)率，改善勞動條件，提高車間單位面積產(chǎn)量，并提高鑄件質(zhì)量，降低成本，適合大批量生產(chǎn)小型各類合金鑄件。
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