縮孔、縮松等缺陷是造成閥門滲漏的主要原因。在鑄造生產(chǎn)過程中,形成的一些鑄造缺陷,導(dǎo)致閥門在使用過程中產(chǎn)生滲漏,影響其正常使用。研究閥門在鑄造工序中產(chǎn)生質(zhì)量缺陷的原因,并探討其防止措施,提高其鑄造質(zhì)量,滿足行業(yè)的生產(chǎn)工藝需要。
1 產(chǎn)生縮孔、縮松及氣孔缺陷的原因
我們都知道,鑄件澆注后鋼水在鑄型內(nèi)的冷卻過程中,要經(jīng)過三個(gè)階段的收縮:第一階段是液態(tài)收縮,隨著鑄型內(nèi)鋼水溫度的降低,鋼水在形核結(jié)晶之前產(chǎn)生的收縮;第二階段是凝固收縮,鋼水形核結(jié)晶后到完全凝固之前產(chǎn)生的收縮;第三階段是固態(tài)收縮,鋼水完全凝固后,隨著鑄件溫度降低形成的體收縮。經(jīng)研究分析,鑄件的縮孔、縮松缺陷主要是在鑄件的凝固收縮過程中形成的。當(dāng)鑄造工藝中,澆注系統(tǒng)及補(bǔ)縮冒口設(shè)置不合理,不能對(duì)鑄件的熱節(jié)及時(shí)補(bǔ)縮時(shí),就會(huì)在鑄件的熱節(jié)處形成縮孔或縮松對(duì)于閥門來說,因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,熱節(jié)點(diǎn)較多,同時(shí)熱節(jié)點(diǎn)不利于冒口的設(shè)置,所以縮孔、縮松是閥門最容易產(chǎn)生的鑄造缺陷。
在鑄件的凝固過程中,液態(tài)收縮的程度與澆注溫度有關(guān)系,澆注溫度越高,鋼水體積膨脹越大,反之收縮越大。通常情況下,在確保充型的前提下,要盡量降低澆注溫度。而凝固收縮主要是受合金成分的影響。例如,在其余成分相同的情況之下,如果碳和硅的含量越大,那么收縮就會(huì)越小,而當(dāng)錳和硫的含量比較大時(shí),收縮量也會(huì)比較大。固態(tài)收縮是鑄件完全凝固后,隨著溫度的降低而產(chǎn)生的收縮,對(duì)于縮孔、縮松鑄造缺陷的出現(xiàn)沒有影響。經(jīng)研究,鑄件的縮孔、縮松鑄造缺陷主要在凝固收縮階段形成的。
2 縮孔、縮松缺陷容易產(chǎn)生的部位
鑄件最后冷卻部位,通常是鑄件的熱節(jié)點(diǎn),是最容易出現(xiàn)縮孔、縮松缺陷的地方。對(duì)于閥門來說,位于閥體鑄件凸臺(tái)以及鑄體法蘭盤和管體連接處的熱結(jié)部位,由于這些部位散熱條件較差,當(dāng)最終凝固時(shí)出現(xiàn)缺陷。需要
3 防止措施
要想徹底解決閥門在鑄造過程中出現(xiàn)縮孔、縮松等質(zhì)量缺陷的問題,首先就需要從鑄造工藝設(shè)計(jì)著手,選定鑄造工藝方案,優(yōu)化鑄造工藝設(shè)計(jì)。具體解決措施有以下幾種方法:
3.1 優(yōu)化冒口設(shè)計(jì)
原鑄造工藝方法中:設(shè)計(jì)的冒口是采用明冒口,澆注后加高效發(fā)熱保溫覆蓋劑。由于冒口根部較博,導(dǎo)致鋼水沒有補(bǔ)縮通道,影響了正常補(bǔ)縮,導(dǎo)致澆注的閥門鑄件仍然出現(xiàn)縮孔、縮松缺陷。冒口的優(yōu)化設(shè)計(jì),仍然是在閥門的法蘭盤上設(shè)置冒口,且優(yōu)先選用高效發(fā)熱保溫冒口。澆注后,冒口燃燒發(fā)出大量的熱,對(duì)冒口內(nèi)的鋼水進(jìn)行二次加熱,促進(jìn)順序凝固,加大冒口對(duì)鑄件的補(bǔ)縮能力。將法蘭盤上存在的縮孔、縮松缺陷引入冒口中,解決閥門存在的質(zhì)量缺陷問題。
3.2 鑄造冷鐵的選用
鑄型下型中,在閥門的法蘭盤、凸臺(tái)上以及閥體中部設(shè)置外冷鐵,縮短冒口的有效補(bǔ)縮距離,避免在閥體中部產(chǎn)生縮松區(qū),影響閥門質(zhì)量。
3.3 貼邊的設(shè)計(jì)
鑄型上型中,在保溫冒口下的法蘭盤上設(shè)置貼邊,加強(qiáng)鑄件的順序凝固,同時(shí)保證冒口內(nèi)的鋼水有補(bǔ)縮通道對(duì)閥門的熱節(jié)進(jìn)行有效補(bǔ)縮。
3.4 內(nèi)澆道位置的優(yōu)化
內(nèi)澆口的位置對(duì)于鑄件缺陷的產(chǎn)生具有十分大的影響。對(duì)于閥門來說,應(yīng)在法蘭盤和凸臺(tái)上都開設(shè)內(nèi)澆道,且內(nèi)澆道應(yīng)開設(shè)在下型上,澆注過程中保證鑄件平穩(wěn)充型,避免沖砂和夾渣缺陷的產(chǎn)生。
3.5 澆注工藝的優(yōu)化
澆注工藝涉及的參數(shù)主要是澆注溫度、澆筑時(shí)間、澆注速度以及除渣、引氣操作要求等。澆注溫度低,會(huì)形成澆不滿、冷隔缺陷,澆注溫度過高會(huì)產(chǎn)生粘砂缺陷,所以澆注過程中必須嚴(yán)格按照工藝要求控制澆注溫度和澆注速度以及除渣引氣操作要求,避免出現(xiàn)其他鑄造缺陷。
通過采取以上這些措施,基本解決了閥門鑄件的縮孔、縮松問題,閥門產(chǎn)品的質(zhì)量得到顯著的提高。
4 結(jié)語(yǔ)
綜上所述,鑄鋼件閥體有兩個(gè)部位比較容易出現(xiàn)縮孔、縮松的缺陷:法蘭盤和閥體連接處,閥體凸臺(tái)處。而針對(duì)這些缺陷采取了相應(yīng)的防止措施,具體包括:優(yōu)化鑄件澆冒口設(shè)計(jì)、冷鐵的選用、澆注工藝的規(guī)范化等。除此以外,為了防止出現(xiàn)縮孔、縮松以及其他鑄造缺陷,生產(chǎn)過程中,必須嚴(yán)格執(zhí)行生產(chǎn)工藝,這樣才能提高閥門鑄件產(chǎn)品的整體質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
鑄鋼件閥門滲漏的原因與防止措施
[來源:原創(chuàng)]
[作者:admin]
[日期:19-01-27]
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