浅析热油泵球铁件的消失模铸造工艺------第十一届消失模与V法铸造学术年会论文集(1)解析

1、中国机械工程学会铸造分会第十一届消失模与V法铸造学术年会论文集浅析热油泵球铁件的消失模铸造工艺段克利（重庆万铸重工设备有限公司）摘要：本文详细分析了热油泵铸件的白模粘接工艺、涂料涂挂的方案、浇注系统的方案、装箱 组型的方案等，介绍热油泵壳体铸件防变形的具体工艺措施，以及如何使用动态同步凝固原理来设 计合理的浇注工艺。关键词：热油泵；消失模铸造；球铁；防变形；浇注工艺。消失模铸造工艺采用负压干砂箴动造型，而且模型表面必须涂挂涂料并烘干。这两个生产工艺 过程会给模型带来很高的变形机率。为了提前预防这两个工艺过程中出现的变形，白模上的防变形 拉筋必不可少。它的设汁要纵观铸件的结构而定，介理运用直交道

2、、内浇口和拉筋，并采取必要工 艺设汁来达到理想的成品率、出品率。本文中作者以热油泵铸件为例，介绍一些球铁件生产中防变 形的具体经验。热油泵工件基本描述：第一步：零件介绍1）基本轮屎尺寸如图1图1热油泵泵壳的简图2）材质：QT400-18；3）球化级别：二级： 4）石墨大小：6级;5）打压试验：4Mpa试压时间大于5分钟：6）单件重量：44 kg。 第二步；零件特性分析：1）泵壳最薄壁厚8mm易冷隔：2）油泵底座四角为160mmx80mmx 12mm易变形：3）汕泵出油口下端和进油口法兰下端不利填沙：4）大口直径251mm易变形：5 ）直径192mm的法兰盘厚度28.5mm易缩松：6）球化级别2

3、级，石墨大小6级不易球化完毕长时间浇注：7）4Mpa试压时间大于5分钟，不容许有热解残留物和夹砂、夹渣。 第三步：硬件条件1）熔炼设备1T中频炉：2）负压设备SK-20真空泵2台；3）造型设备可变频三维震实台2台：4）每小时30吨砂处理设备一套：5）1260x900x1100负压砂箱10只；6）500kg球化包1只，1000kg浇注包1只；7） 1200x1000螺杆成型螺杆机5台：8）间歇式预发机含流化床一套；9） 500kg可调速涂料搅拌机一台：10）蒸汽制热方式烤房40nrx5共计200平米。第四步：工艺方案图2热油泵泵壳的浇注工艺简图铸造工艺设计理念：用绕现有硬件设施设计，方便现场操作

4、，提高工艺出品率，巧妙利用拉筋 和直浇道防止变形并实现同步凝固，合理通过流场调整热场，实现球墨铸铁特有自补缩功能，达到 低耗、优质、高效的目的。铸造工艺简介：1）浇注系统总重&8kg,零件88kg,工艺岀品率90%；2）方直浇道340x35x35。目的是方便内浇道组合，末端可以收集前端过冷铁水：3）圆直浇道直径33x333，浇口杯直径114,使工艺岀品率最髙化：4）内浇道为斜锲（55x30x15x5） x2,斜锲浇口方便去除，集中热量中心两点切入，利用流场， 均衡分配热呈:，同时控制251尺寸的变形并牢固模串方便操作。5）木条（10x15x420） x2, （10x15x540） x2,控制底

5、座四角变形,方便涂挂和入箱（如图3所示）。 斜锲（20x30x15x8） x8,方便去除，减少打磨工作量，提髙铸件表而光洁度。图3白模组型的三维示意图6）模型材料选用STMMA2#,预发密度21g22g/L,克服了 EPS的含碳量高进而影响石墨型态 的问题。浇注系统选用EPS泡沫切割，降低成本。7）模具水平分型，由郑州万达刘氏模具提供。8）涂料选用自配石英粉件料涂料，粘度要求波美计度数：48-50度。涂挂3遍、法兰口向下排放 如图4所示），通过涂料流淌性质自然形成局部加厚涂料，解决油泵出油口下端和进汕口法兰下端不利填砂可能引起的铁瘤图4白模组型后搀放位置的示意图9）球化剂选用:ZDSA8-3：

6、粒度为5-20mm,加入量为1.1%,球化温度1570159（TC。10）孕育剂牌号:70SB-L粒度l3mm和0.248mm.包内加入量1.1%,随流量0.1-0.2%。11）生铁选用国标Q12号，基本配料生铁为65%-75% ,废钢为10%-15%,硅铁0.3%。球化炉 前成分要求：C： 3.8-3.9, Si： 1.4-1.5o12）每炉两次球化，每包600kg,每包浇注3箱，每箱两组模串，每串两件。每串浇注时间4050 秒，45分钟完成浇注过程。13）负压要求：一0.406Mpa14）浇注后保压时间10分钟，保温时间1小时。铸造工艺验证：1）郑州万达刘氏磨具设计，水平分型每模两片一件。

7、2）白模型的制作。珠粒预发后，英熟化至少需要8h。熟化时间与模样材料、模样壁厚、熟化条件（温度、湿度、 通风）等有关，应根搦具体情况而立。预发泡密度为2122g/L,待用时间大约为48h,死量含呈:不 超过0.5%。由于泵壳体较复杂，泡沫模样不能在一组模具内成型，需要进行分片处理，故需单独用 模具成型，然后用粘结的方法，将分片泡沫模样组合成整体泡沫模样，然后自然存放5天，涂挂前 进行组合烘烤，时间大于12h,白模最终重量小于140go图5白模摆放和木条压白模的示意位置8按如图所示粘接:将组合好的模片用纸胶布贴好，仔细检查模片的表而，对毛刺和模片缺陷部位要进行打磨修整。将胶水均匀的涂刷结合部位.

8、不要适成沾合后胶水堆枳的现象匚在贴纸胶布时要保证胶布和模片结合部位的严实性，粘合后不能有缝隙和皱皮。白模粘接的操作示意图图63) 模型组装拿在:纽装时注意箭头所示的位豈8处肴无变形，必须与玻 I 璃面平行.若有翘起部位用铁板压住纽装对称祁位做图7白模粘接的注意事项4) 模型涂挂消失模涂料必须具备良好的强度、透气性、悬浮性、流淌性、涂挂粘结性、耐髙温性等性能。 本案例采用自配涂料，涂料搅拌机转速髙速：1000-1200转/分钟，搅拌1个小时，涂料搅拌机转速 低速：500-600转/分钟，搅拌30分钟消除气泡，粘度为波美计度数：48-50度，涂料没有气泡产生, 涂挂的遍数：总体3遍如图摆放，让暗角

9、不好充型部位自然流淌增厚，实不长铁瘤，且不预填砂 的作用。(a)涂挂完涂料后滴流的摆放方式(b)进入烘房后在货架上的排放方式图8白模涂挂的注意事项5）造型过程采用布袋加砂，砂温要求不超过60C加砂步骤如图所示歩骡二将模串放入砂箱 摆放的方式如图缓慢来回 杆动保讦占砖面有分摻蝕步骡三：升始加砂如卜 图所示 :,笊頃丈宪勺丿1 旳间60秒后托木板将底砂； -剤丰;丿莠辱L洱始加砂加砂量 如上所示，震动时间为10 秒。寿靈四；加砂蚩如图中所示在雲动f仟马 时用手辅助加砂以免造成填砂不实，零动时i曲为正Jv-a-60秒。操作说明步骤幵岂上菠膜用呢条把務口杯围起来如图图9布袋加砂的操作指导书6）铸件浇注

10、现场图10浇注现场的照片7）铸件落砂图11落砂现场的照片图12石墨以球状为主，球化12级之间xlOO8）铸件检测：（1）无明显粘砂和皱皮，冷隔，缩松铸造缺陷，落砂后木条自然脱落，连接内切轻敲打平整脱 落。（2）尺寸符合图纸要求。（3）球化级别为12级如图12所示o(4)铸态球铁的机械性能珠光体数量30%,磷共晶数量1%时，其机械性能试验数据，见表1。即Gb500600 MPa,5518%22%, a50J/cm2, HB170200表1球化级别为I2级之间的QT400.18铸态球铁的机械性能炉号基体组织抗拉强度ob/MPa延伸率55/%冲击值aK/ (J.cm-2)硬度HB10-041MF+15%P561.520.553.017810-0411-2F+20%P578.51&557.018410-0411-3F+10%P554.019.555.517810-0411-4F+25%P586.01&05&518610-0412-1F+15%P554.019.053.017810-0412-2F+10%P516.522.054.017410-0412-3F+20%P524.520.053.517610-0412-4F+15%P510.020.552.01749) 总结共计浇注8炉，108件，2件气孔集中法兰盘