CN105598395A - 大型叶轮铸造生产方法 - Google Patents

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庄青松
杨文臣
付金明
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Abstract

本发明涉及大型铸造件生产领域，公开了一种大型叶轮铸造生产方法。其采用以下组分进行配比：碳：2.4-3.2；硅：0.5-1.0；锰：0.5-2.0；磷：0.05-0.08；硫：0.05-0.08；铬：16-18；钼：0.6-3.0；镍：2.0-2.5；铜：1.0-1.2，铁：75-90。其铸造生产方法改进如下：(1)铸件设计时，避免直角设计；(2)在铸型用型砂中加锯末，在型芯中加焦炭；(3)快速浇筑到铸造模具内；(4)铸钢件的壁厚不能小于8mm，温度一般为1520°～1600℃；(5)通过冷却水循环来降温使得整体降温速度接近均匀。本发明所得到的大型叶轮无裂纹、表面光洁度高、硬度强、品质好。

Description

大型叶轮铸造生产方法
技术领域
本发明涉及大型铸造件生产领域，更具体地说，涉及一种大型叶轮铸造生产方法。
背景技术
疏浚泥泵是固液两相流泵的一种应用形式，是水力输送式挖泥船的关键设备，主要用于河湖清淤、港口航道建设等基础设施工程中。叶轮则是疏浚泥泵最关键的零件，其设计质量好坏直接关系到泥泵工作性能的优劣、疏浚效率的高低和使用寿命的长短。尽管近几年来国内疏浚事业有了蓬勃的发展，但目前国内大中型水力式挖泥船的关键设备如泥泵等还依赖于进口或仿制，国内现有的普通铸造方法所得到的大型叶轮多存在裂纹、表面光洁度差、硬度不达标、质量不合格。
针对以上，如何通过现有技术的改进，通过生产工艺改进，使用现有的生产设备，在生产成本不调整的情况下得到大型叶轮，并且使大型叶轮具有无裂纹、表面光洁度好、硬度及强度均超过同类产品的优点。
发明内容
为克服现有技术不足，本发明提供了一种大型叶轮铸造生产方法，采用高铬铸铁进行熔铸，其按照重量，采用以下组分进行配比：碳：2.4-3.2；硅：0.5-1.0；锰：0.5-2.0；磷：0.05-0.08；硫：0.05-0.08；铬：16-18；钼：0.6-3.0；镍：2.0-2.5；铜：1.0-1.2，铁：75-90，以上所述组分配比时需达到100％。
如上所述的大型叶轮，其铸造生产方法在现有铸造工艺的基础上改进如下：
(1)铸件设计时，应使其拐角处圆角过渡，避免直角设计；
(2)在铸型用型砂中加锯末，型砂与锯末比例为9∶1；在型芯中加焦炭，其比例为10∶1；通过以上来改善砂型或型芯的退让性和透气性；
(3)通过将以上混合物融化，快速浇筑到铸造模具内，所述的模具内部设有冒口，浇筑时间不得超过5分钟；
(4)铸钢件的壁厚不能小于8mm，浇注系统的结构力求简单、且截面尺寸大；铸造过程中采用干铸型或热铸型，适当提高浇注温度，一般为1520°～1600℃，浇注温度比其熔点高出100℃；
(5)通过冷却水循环来降温，在叶轮轴头上方的冒口上缠绕冷却水管，在浇筑冷却过程中，使用热电偶，在铸件的叶片，上下盖板，叶轮轴头两侧，距离实体1CM的位置，精确测量铸件不同部位在凝固过程中温度变化的实际数值，根据铸件凝固时的温度变化，调整冷却水的流速，使得整体降温速度接近均匀。
本发明的有益效果为：本发明通过以上配比及工艺所得到的大型叶轮无裂纹、表面光洁度高、硬度强、品质好，可将高铬铸铁应用于形状复杂、重量较大的铸造零件上，并可以有效提高铸件的韧性，所得到的产品可成功应用至挖泥船。
附图说明
附图1为大型叶轮主视结构示意图。
附图2为图1中A-A截面结构示意图。
附图中：1、铸件，2、叶轮轴头，3、冒口，4、冷却水管。
具体实施方式
通过上述步骤讲解，本发明再将实施例列出，使本发明的工艺特征及优点更加明显。
实施例：采用高铬铸铁进行熔铸，其按照重量，采用以下组分进行配比：碳：2.5；硅：0.8；锰：1；磷：0.06；硫：0.06；铬：17；钼：2.5；镍：2.2；铜：1，铁：72.88，以上所述组分配比时需达到100％。
如上所述的大型叶轮，其铸造生产方法如下：
(1)铸件设计时，应使其拐角处圆角过渡，避免直角设计，其作用是为了防止铸钢件产生缩孔、缩松、气孔和裂纹缺陷；
(2)在铸型用型砂中加锯末，型砂与锯末比例为9∶1；在型芯中加焦炭，其比例为10∶1；由于铸钢的收缩大大超过铸铁，为防止铸件出现缩孔、缩松缺陷，在铸型用型砂中加锯末、在型芯中加焦炭、来改善砂型或型芯的退让性和透气性；
(3)通过将以上混合物融化，快速浇筑到铸造模具内，所述的模具内部设有冒口，浇筑时间不得超过5分钟，避免时间过长，钢液因温度的降低而导致流动性差，在成型末端产生气孔、缺陷；
(4)由于钢液的流动性差，为防止铸钢件产生冷隔和浇注不足，铸钢件的壁厚不能小于8mm；浇注系统的结构力求简单、且截面尺寸大；铸造过程中采用干铸型或热铸型，适当提高浇注温度，一般为1520°～1600℃，因为浇注温度高，钢水的过热度大、保持液态的时间长，流动性可得到改善，但是浇温过高，会引起晶粒粗大、热裂、气孔和粘砂等缺陷，因此一般小型、薄壁及形状复杂的铸件，其浇注温度约为钢的熔点温度+150℃；大型、厚壁铸件的浇注温度比其熔点高出100℃左右；
(5)通过冷却水循环来降温，在叶轮轴头2上方的冒口3上缠绕冷却水管4，在浇筑冷却过程中，使用热电偶，在铸件1的叶片，上下盖板，轴头两侧，距离实体1CM的位置，精确测量铸件1不同部位在凝固过程中温度变化的实际数值，根据铸件1凝固时的温度变化，调整冷却水的流速，使得整体降温速度接近均匀，附图为冷却水管4缠绕在冒口3处的冷却方式，通过调节冷却水管4内液体的流速来调节铸件的冒口3处的冷却速度，避免在冒口3与铸件结合处出现应力集中而导致铸件裂纹；
本发明通过以上配比及工艺所得到的大型叶轮无裂纹、表面光洁度高、硬度强、品质好，通过以上工艺改进可将高铬铸铁应用于形状复杂、重量较大的铸造零件上，并可以有效提高铸件的韧性，所得到的产品可成功应用至挖泥船等大型清淤设备上。
以上是做为本行业技术人员对本发明内容的具体实施例，任何本行业技术人员在该发明内容的基础上进行修改所得到的效果是显而易见的，所以，任何依照本发明为技术基础所作出的改变都应划为本发明的保护范围之列。

Claims (2)

1.一种大型叶轮铸造生产方法，其特征在于：采用高铬铸铁进行熔铸，其按照重量，采用以下组分进行配比：碳：2.4-3.2；硅：0.5-1.0；锰：0.5-2.0；磷：0.05-0.08；硫：0.05-0.08；铬：16-18；钼：0.6-3.0；镍：2.0-2.5；铜：1.0-1.2，铁：75-90，以上所述组分配比时需达到100％。
2.如权利要求1所述的大型叶轮铸造生产方法，其特征在于：其铸造生产方法如下：
(1)铸件设计时，应使其拐角处圆角过渡，避免直角设计；
(2)在铸型用型砂中加锯末，型砂与锯末比例为9∶1；在型芯中加焦炭，其比例为10∶1；通过以上来改善砂型或型芯的退让性和透气性；
(3)通过将以上混合物融化，快速浇筑到铸造模具内，所述的模具内部设有冒口，浇筑时间不得超过5分钟；
(4)铸钢件的壁厚不能小于8mm，浇注系统的结构力求简单、且截面尺寸大；铸造过程中采用干铸型或热铸型，适当提高浇注温度，一般为1520°～1600℃，浇注温度比其熔点高出100℃；
(5)通过冷却水循环来降温，在叶轮轴头上方的冒口上缠绕冷却水管，在浇筑冷却过程中，使用热电偶，在铸件的叶片，上下盖板，叶轮轴头两侧，距离实体1CM的位置，精确测量铸件不同部位在凝固过程中温度变化的实际数值，根据铸件凝固时的温度变化，调整冷却水的流速，使得整体降温速度接近均匀。
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