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针对生产不锈钢阀门铸件的分析

作者:永嘉县巨业阀门制造有限公司 来源:http://www.juyevalve.com 发布于:2016-01-19 15:52:53

针对生产不锈钢阀门铸件的分析

   1铸件的特点和难点
 不锈钢阀门阀体铸件结构,其规格有DN65,DN80及DN100,铸件材质为304,铸件质量分别是8,10,12kg.铸件的表面粗糙度要求Ra12.5~25μm,尺寸公差等级为8~10级,铸件质量公差为7~8级。该铸件虽然结构简单,但是壁厚差较大,表面质量要求高,并且必须做水压试验和气密性试验,同时该铸件所有地方均不加工,实现无切削生产。
 2泡沫质量的控制
 2.1泡沫原材料选择及预处理
 不锈钢铸件常选用EPMMA和STMMA泡沫,前者发气量大,碳含量在60%左右,后者是EPS和EPM2 MA以30:70的比例生产的,其结合了两者的优点,发气量较小。
 在试验中,模样原材料选用适当粒度的低碳含量的EPMMA,可以降低不锈钢浇注温度,提高充型效果,减少铸造缺陷。不锈钢阀门铸件最薄处为5mm,最厚处为18mm,珠粒粒径取0.4~0.6mm,预发泡密度控制在25~28g/L范围内。
 2.2泡沫模样成形控制
 不锈钢阀门泡沫模样采用蒸缸制模。充料前,用压缩空气清理模具型腔上的各种污物及水分,在组装模具后进行填料。填料时空气压力保持在0.2~0.3MPa,填料完成后,对蒸缸内通蒸气进行预热,当蒸缸达到一定的温度后将填好料的模具放到预热好的蒸缸内,关好蒸缸,通入蒸气,使模腔内的珠粒膨胀均匀,模样表面光洁,蒸缸内压力控制在0.10~0.15MPa,保压时间为100~120s.排放蒸气后,再取出模具,浸水进行冷却。为减轻模样的变形程度,在开模取样过程中,用压缩空气对模样的各个位置进行吹打,使模样从模具中顺利脱出。压缩空气向垂直于模具分型面方向吹入,气流压力不宜过高,避免破坏模样的表面。
 3模样和浇冒口组合及尺寸控制
 不锈钢浇注系统设计有底注,顶注,阶梯注及侧注等多种浇注方式,应根据铸件结构特点进行合理的选择和设计。不锈钢浇注系统的截面积较其他合金消失模铸造的浇注系统截面积大,且内浇道一般设在铸件壁厚处,以保证加压时的补缩效果。
 根据消失模铸造的特点,浇注不锈钢水亦容易产生紊乱,而且不锈钢水流动性差,使金属液在充型最远部位往往易出现浇不足或冷隔缺陷。为保证铸件不出现缺陷,应适当提高浇注温度,加大浇口截面积以及金属压头高度。根据阀体的结构特点,为避免壁厚处出现疏松缺陷,浇注系统采用底注式,内浇道设在阀体两个法兰盘壁厚位置,截面尺寸为10mm×35mm,横浇道及辅助浇道直径为40mm×30mm,直浇道直径为<50 mm,由4个模样组成模样簇.
 4涂料质量控制
 4.1涂料性能要求
 选用不同配方和组分以及各种组成物的比例对涂料性能影响很大。一方面,涂层应具有一定的强度和耐火度,加压时涂料层将高温不锈钢水与干砂有效地隔离,从而防止金属液渗入干砂中形成粘砂。另一方面,涂层应具有良好的透气性,以便加压时泡沫模样气化的残余气体能顺利排出,也避免渗入高温不锈钢水而产生气孔,疏松等铸造缺陷。当然,涂料的透气性并不是越高越好,过高会造成加压后铸件表面产生凸起点,严重时会造成不锈钢水溢出渗入干砂中,使铸件无法清理,导致铸件报废。
 涂料层的透气性与涂料组分和涂层的厚度有关。控制涂层的厚度关键是控制涂料的粘度和涂挂次数。
 所以应选择无机和有机粘结剂的种类及加入量,配制有较高强度和较高涂覆性能的涂料。首先至少高速搅拌30min,然后低速搅拌。为了得到均匀的涂层,保证涂层不滴不流,应在24h内不间断搅拌使用。
 4.2涂料烘干工艺
 消失模烘房应该具备良好的通风,加热系统和保湿功能,能满足模样和涂料层的彻底烘干。烘房的温度应控制在45~50℃之间,烘干时间与泡沫模样的主要壁厚有关,薄壁泡沫模样烘干时间大于24h即可,厚壁泡沫模样要达到24~72h方能完全烘干。如果模样不干透,在浇注时易造成发气量增大而导致反喷,使铸件产生气孔,冷隔等缺陷而报废。
 模样在烘干过程中,除温度控制外,还应注意控制湿度,在烘房设置通风设备,控制湿度不大于30%.烘干过程中,模样需要合理的放置和支撑,以防止模样变形。干燥后的模样在造型前应放置在湿度小的地方,以防吸潮。
 5浇注时的工艺控制
 5.1振动造型
 消失模铸造用砂选用的是无粘结剂的干砂,具有良好的流动性,透气性和耐火性,容易流入模样的内部型腔,使浇注产生的残余物顺利逸出,同时还能够抵抗金属液渗入并为模样簇提供支撑。生产中选用40~70目的海砂,粒形以圆形为主。在砂箱中安放模样簇时,应保证模样簇离砂箱底部及四周最短距离在50mm以上。加砂造型采用边加砂并振动,直至加满到浇口杯的位置,振动电机的频率调至30~50Hz.
 5.2负压浇注
 在浇注前,通过抽负压可使干砂形成一定的强度,生产中砂箱内的真空度调整为0.60~0.65MPa.浇注时浇包应尽量靠近浇口杯,以相距50mm为宜,充型应平稳而不断流。液流不能直接冲刷浇口杯根部,需要经过缓冲堤而平稳地进入到直浇道。在浇注过程中,浇口杯应保持充满状态并防止液体扰动,浇注速度应稍慢并保持匀速,防止急流而产生二次氧化夹杂物。
 5.3保压工艺
 浇注完毕后,将砂箱在规定的时间内保持一定的负压,即保压。保压时间要考虑不锈钢水中的气体在负压状态下逸出的时间。如果过早卸压,不锈钢水未彻底凝固情况下即卸压,不锈钢水中剩余气体会残留在铸件中,所以要等不锈钢水凝固后再卸压。此外,保压时间主要取决于铸件的厚度,在保证成形和结晶凝固的条件下,保压时间尽量短。但是保压时间过短,则铸件内部容易产生缩孔,如果时间过长,则增加了变形抗力,影响铸件的性能,一般控制在5~15min内。
 6铸件质量检测
 铸件经过水压试验和气密性试验,其水压试验一次合格率在90%左右;气密性试验合格率在65%左右,另外,表面质量,尺寸精度,位置公差,表面粗糙度等都符合铸件的技术要求。
针对生产不锈钢阀门铸件的分析
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