CN107052265B - 一种整体式三联阀体及其铸造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属阀体，特别涉及一种整体式三联阀体及其铸造工艺。所述一种三联阀体铸件，包括阀体本体，所述阀体内部设有阀芯通孔、主流道、通孔、辅助流道、圆环油槽和小圆环油槽，所述辅助流道和内部主流道用于连接所述阀芯通孔和通孔，所述圆环油槽和小圆环油槽设于阀芯通孔、通孔和辅助流道上，所述通孔的开口位于阀体的各个表面，且与阀体辅助流道相连通。其铸造工艺包括壳型模具制作、泥芯制作、泥芯组装、泥芯涂饰、泥芯与壳型模具装配、造型操作、熔炼操作、浇注操作和铸件清理检验。本发明整体式三联阀体具有集成度高，空间结构小，内部流道尺寸精确，寿命长，内表面洁净度高等优点，适用范围较广。

Description

一种整体式三联阀体及其铸造工艺

技术领域

本发明涉及金属阀体，特别涉及一种整体式三联阀体及其铸造工艺。

背景技术

本阀体为农用机械液压系统关键零部件，原阀体多为多路片式阀体组装，但组装阀体存在组装式阀体空间结构大，易渗漏等缺陷。整体式结构阀体替代片式阀，整体式阀体铸件内部结构复杂，铸件生产难道大。同时，三联体内部流产复杂，制作的砂芯容易变形和断裂，很难确保流道尺寸精度。

铸件内表面的洁净度直接影响阀体内液体流动，从而影响整机的效率。一般毛坯需要经过喷砂处理和清洗才能食用，导致成本增加，且仍不能保证品质，存在局部喷砂不干净，增加检验的难度。采用涂料后的铸件比没有上涂料的铸件有优良的表面光洁度和少的清理时间。现有技术在泥芯表面浸涂醇基石墨涂料，但涂料层较薄在铁水充型过程中因温度太高易烧损而失去对泥芯表面的保护作用，仍然需要喷砂处理。

发明内容

本发明要解决的技术问题是防止铸件内部变形，保证铸件的尺寸精度和铸件内表面的洁净度，保证铸件无缩孔和气孔等缺陷的问题。

为解决上述技术问题，本发明公开了一种整体式三联阀体及其铸造工艺。

所述一种三联阀体铸件，包括阀体，所述阀体内部设有阀芯通孔、主流道、通孔、辅助流道、圆环油槽和小圆环油槽，所述阀芯通孔包括第一阀芯通孔、第二阀芯通孔和第三阀芯通孔，所述第一阀芯通孔、第二阀芯通孔和第三阀芯通孔平行等距设置且圆心位于同一条直线上，所述辅助流道和内部主流道用于连接所述阀芯通孔和通孔，所述圆环油槽和小圆环油槽设于阀芯通孔、通孔和辅助流道上，所述通孔的开口位于阀体的各个表面，且与阀体辅助流道相连通。

进一步的，第一阀芯通孔、第二阀芯通孔和第三阀芯通孔均贯穿阀体的前后表面，且所述第一阀芯通孔的截面半径、第二阀芯通孔的截面半径和第三阀芯通孔的截面半径相同。

进一步的，第一阀芯通孔从一端到另一端设有六个圆环油槽和两个小圆环油槽，依次为第一圆环油槽至第六圆环油槽和第一小圆环油槽、第二小圆环油槽；所述第二阀芯通孔从一端到另一端设有设有六个圆环油槽和两个小圆环油槽，依次为第七圆环油槽至第十二圆环油槽和第三小圆环油槽、第四小圆环油槽；所述第三阀芯通孔从一端到另一端设有六个圆环油槽和两个小圆环油槽，依次为第十三圆环油槽至第十八圆环油槽和第五小圆环油槽、第六小圆环油槽。

进一步的，第三圆环油槽和第十圆环油槽连通，第九圆环油槽与第十六圆环油槽相连通，所述第十五圆环油槽和主流道通过第二辅助油道相连通。

进一步的，主流道穿过第一圆环油槽、第七圆环油槽、第十三圆环油槽、第十八圆环油槽、第十二圆环油槽和第六圆环油槽形成一个大的闭合流道。

所述通孔包括第一至第十二通孔，所述辅助流道包括第一至十九辅助流道和n型辅助流道。

进一步的，第三小圆环油槽和第四小圆环油槽通过n型辅助流道相连通。

进一步的，第六通孔与第十一圆环油槽通过第四辅助油道相连通，所述第七通孔与第一辅助油道穿过n型辅助流道相连通，所述第八通孔与第八圆环油槽通过第三辅助油道相连通。

进一步的，第二通孔、第四通孔、第七通孔和第十通孔分别与第一辅助流道垂直连通，第四通孔、第七通孔和第十通孔底端位置分别设有第七小圆环油槽、第八小圆环油槽和第九小圆环油槽。

进一步的，第一辅助流道与主流道垂直连通，第四辅助油道、第五辅助流道、第六辅助油道、第七辅助流道及第十辅助流道与主流道相互连通。

进一步的，第十二通孔与所述第一通孔和第二通孔底端垂直连通，且第十二通孔中间位置设有第十九圆环油槽；所述第十二通孔与主流道通过第九辅助流道相连通，且第九辅助流道与第十二通孔、主流道相垂直。

一种整体式三联阀体铸造工艺，该工艺包括以下步骤：

S1、壳型模具制作，采用覆膜砂材料制壳,保证铸件的表面精度；

S2、泥芯制作，采用铬铁矿砂材料制芯且放置芯骨，防止泥芯变形和断裂；

S3、泥芯组装，将泥芯放置在外壳内进行粘接组装，保证泥芯组装定位准确；

S4、泥芯涂饰，泥芯组装的粘合剂完全凝固后，采用锆英粉涂料涂饰好后晾干，表面再涂饰一层石墨粉醇基涂料，避免产生粘砂烧结等缺陷；

S5、泥芯与壳型模具装配，在泥芯与外壳之间放置芯撑，解决砂芯断裂问题；所述芯撑设置于主孔处；

S6、造型操作，采用树脂砂埋壳型砂壳且泥芯排气孔全部钢丝导出，待底型造好且树脂砂完全硬化后，拔出钢丝，保证出气孔通畅，提高排气能力防止气孔的发生；

S7、熔炼操作是指按铸件要求配制浇注液，且浇注前对浇注液进行二次孕育处理，并通过炉前热分析仪检测各化学成分重量百分比；

S8、浇注操作是指将铁水通过浇冒系统注入型腔内；

S9、铸件清理检验，脱模后铸件表面抛丸操作且对流道进行强力喷砂，保证铸件表面不得有气孔砂孔等缺陷，且流道内部不得有多肉、缺肉、粘砂等缺陷。

进一步的，涂料的波美度均控制在8°Bé-11°Bé。

优选的，芯撑为截面8.5mm×2.26mm的柱状结构且表面镀锌。

进一步的，造型操作其壳型外表面与砂箱内侧之间覆盖砂层，砂层内设有与壳型连通的浇冒系统，浇冒系统包括浇道以及数量对等的冒口；所述壳型与砂层之间的浇道口覆盖有一层隔离纸，防止在覆盖砂层时砂掉进型腔内，影响产品的合格率。

优选的，浇注液的化学成分重量百分比如下:C:3.10％-3.25％，Si:1.20％-1.50％，Mn:0.90％-1.30％，P≤0.12％,S≤0.02％，与量为Fe。

进一步的，所述二次孕育处理是指在浇注前往铁水中加入硅钡粉进行孕育处理，调整铁水的终硅量，控制铸件的硬度。

进一步的，所述炉前热分析仪检测用来控制碳和硅重量百分比，C质量分数为3.10％-3.25％，Si质量分数为1.2％-1.5％。

优选的，所述炉前热分析仪检测铁水取样必须在铁水液面100mm以下。

优选的，所述浇注操作是指将铁水通过浇冒系统注入型腔内，浇注温度为1390-1420℃，浇注时间为8-20秒，然后进行保温操作，保温时间为40-80分钟。

进一步的，所述阀体通过铸造一体成型。

采用上述技术方案，本发明所述的具有如下有益效果：

1)本发明整体式三联阀体，集成度高，空间结构小，内部流道尺寸精确，寿命长，内表面洁净度高，适用范围广；

2)本发明配壳操作中在泥芯与外壳之间设置芯撑，浇铸到凝固过程中固定和支撑泥芯，保证阀体流道的形状及精度；

3)本发明泥芯的组装在外壳内进行，保证泥芯组装定位准确，而且对泥芯进行涂饰，采用锆英粉涂料涂饰好后晾干，表面再涂饰一层石墨粉醇基涂料，避免产生粘砂烧结等缺陷；

4)本发明浇注前对浇注液进行二次孕育处理，调整铁水的终硅量，控制铸件的硬度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为三联阀体主视图；

图2为三联阀体俯视图；

图3为阀体A-A剖视图；

图4为阀体B-B剖视图；

图5为阀体C-C剖视图；

图6为阀体D-D剖视图；

图7为阀体E-E剖视图；

图8为阀体F-F剖视图。

以下对附图作补充说明：

1-阀体；21-第一阀芯通孔；22-第二阀芯通孔；23-第三阀芯通孔；24-第四阀芯通孔；3-主流道；401-第一通孔；402-第二通孔；403-第三通孔；404-第四通孔；405-第五通孔；406-第六通孔；407-第七通孔；408-第八通孔；409-第九通孔；410-第十通孔；411-第十一通孔；412-第十二通孔；501-第一辅助流道；502-第二辅助流道，503-第三辅助流道；504-第四辅助流道；505-第五辅助流道；506-第六辅助流道；507-第七辅助流道；508-第八辅助流道；509-第九辅助流道；510-第十辅助流道；511-n型辅助流道；601-第一圆环油槽；602-第二圆环油槽；603-第三圆环油槽；604-第四圆环油槽；605-第五圆环油槽；606-第六圆环油槽；607-第七圆环油槽；608-第八圆环油槽；609-第九圆环油槽；610-第十圆环油槽；611-第十一圆环油槽；612-第十二圆环油槽；613-第十三圆环油槽；614-第十四圆环油槽；615-第十五圆环油槽；616-第十六圆环油槽；617-第十七圆环油槽；618-第十八圆环油槽；619-第十九圆环油槽；701-第一小圆环油槽；702-第二小圆环油槽；703-第三小圆环油槽；704-第四小圆环油槽；705-第五小圆环油槽；706-第六小圆环油槽；707-第七小圆环油槽；708-第八小圆环油槽；709-第九小圆环油槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

具体实施例：

本发明涉及金属阀体，特别涉及一种整体式三联阀体及其铸造工艺。

如图2和图3所示，所述一种三联阀体铸件，包括阀体1，所述阀体1内部设有阀芯通孔、主流道3、通孔、辅助流道、圆环油槽和小圆环油槽，所述阀芯通孔包括第一阀芯通孔21、第二阀芯通孔22和第三阀芯通孔23，所述第一阀芯通孔21、第二阀芯通孔22和第三阀芯通孔23平行等距设置且圆心位于同一条直线上，所述辅助流道和内部主流道用于连接所述阀芯通孔和通孔，所述圆环油槽和小圆环油槽设于阀芯通孔、通孔和辅助流道上，所述通孔的开口位于阀体主体1的各个表面，且与阀体辅助流道相连通。

所述第一阀芯通孔21、第二阀芯通孔22和第三阀芯通孔23均贯穿阀体1的前后表面，且所述第一阀芯通孔21的截面半径、第二阀芯通孔22的截面半径和第三阀芯通孔23的截面半径相同。

如图2所示，所述第一阀芯通孔21从一端到另一端设有六个圆环油槽和两个小圆环油槽，依次为第一圆环油槽601至第六圆环油槽606和第一小圆环油槽701、第二小圆环油槽702；所述第二阀芯通孔22从一端到另一端设有设有六个圆环油槽和两个小圆环油槽，依次为第七圆环油槽607至第十二圆环油槽612和第三小圆环油槽703、第四小圆环油槽704；所述第三阀芯通孔23从一端到另一端设有六个圆环油槽和两个小圆环油槽，依次为第十三圆环油槽613至第十八圆环油槽618和第五小圆环油槽705、第六小圆环油槽706。

所述第三圆环油槽603和第十圆环油槽610连通，第九圆环油槽609与第十六圆环油槽616相连通，所述第十五圆环油槽615和主流道3通过第二辅助油道相连通。

所述主流道3穿过第一圆环油槽601、第七圆环油槽607、第十三圆环油槽613、第十八圆环油槽618、第十二圆环油槽612和第六圆环油槽606形成一个大的闭合流道。

如图1至图8所示，所述通孔包括第一至第十二通孔，所述辅助流道包括第一至十九辅助流道和n型辅助流道。

如图6所示，所述第三小圆环油槽703和第四小圆环油槽704通过n型辅助流道511相连通。

所述第六通孔406与第十一圆环油槽611通过第四辅助油道504相连通，所述第七通孔407与第一辅助油道501穿过n型辅助流道511相连通，所述第八通孔408与第八圆环油槽608通过第三辅助油道503相连通。

所述第二通孔402、第四通孔404、第七通孔407和第十通孔410分别与第一辅助流道501垂直连通，第四通孔404、第七通孔407和第十通孔410底端位置分别设有第七小圆环油槽707、第八小圆环油槽708和第九小圆环油槽709。

如图4所示，所述第一辅助流道501与主流道3垂直连通，第四辅助油道504、第五辅助流道505、第六辅助油道506、第七辅助流道507及第十辅助流道510与主流道3相互连通。

如图5、图7和图8所示，所述第十二通孔412与所述第一通孔401和第二通孔402底端垂直连通，且第十二通孔412中间位置设有第十九圆环油槽619；所述第十二通孔412与主流道3通过第九辅助流道509相连通，且第九辅助流道509与第十二通孔412、主流道3相垂直。

一种整体式三联阀体铸造工艺，该工艺包括以下步骤：

S1、壳型模具制作，采用覆膜砂材料制壳,保证铸件的表面精度；

S2、泥芯制作，采用铬铁矿砂材料制芯且放置芯骨，防止泥芯变形和断裂；

S3、泥芯组装，将泥芯放置在外壳内进行粘接组装，保证泥芯组装定位准确；

S4、泥芯涂饰，泥芯组装的粘合剂完全凝固后，采用锆英粉涂料涂饰好后晾干，表面再涂饰一层石墨粉醇基涂料，避免产生粘砂烧结等缺陷；

S5、泥芯与壳型模具装配，在泥芯与外壳之间放置芯撑，解决砂芯断裂问题；所述芯撑设置于主孔处；

S6、造型操作，采用树脂砂埋壳型砂壳且泥芯排气孔全部钢丝导出，待底型造好且树脂砂完全硬化后，拔出钢丝，保证出气孔通畅，提高排气能力防止气孔的发生；

S7、熔炼操作是指按铸件要求配制浇注液，且浇注前对浇注液进行二次孕育处理，并通过炉前热分析仪检测各化学成分重量百分比；

S8、浇注操作是指将铁水通过浇冒系统注入型腔内；

S9、铸件清理检验，脱模后铸件表面抛丸操作且对流道进行强力喷砂，保证铸件表面不得有气孔砂孔等缺陷，且流道内部不得有多肉、缺肉、粘砂等缺陷。

所述涂料的波美度均控制在8°Bé-11°Bé。

所述芯撑为截面8.5mm×2.26mm的柱状结构且表面镀锌。

所述造型操作其壳型外表面与砂箱内侧之间覆盖砂层，砂层内设有与壳型连通的浇冒系统，浇冒系统包括浇道以及数量对等的冒口；所述壳型与砂层之间的浇道口覆盖有一层隔离纸，防止在覆盖砂层时砂掉进型腔内，影响产品的合格率。

所述浇注液的化学成分重量百分比如下:C:3.10％-3.25％，Si:1.20％-1.50％，Mn:0.90％-1.30％，P≤0.12％,S≤0.02％，与量为Fe。

所述二次孕育处理是指在浇注前往铁水中加入硅钡粉进行孕育处理，调整铁水的终硅量，控制铸件的硬度。

所述炉前热分析仪检测用来控制碳和硅重量百分比，C质量分数为3.10％-3.25％，Si质量分数为1.2％-1.5％。

所述炉前热分析仪检测铁水取样必须在铁水液面100mm以下。

所述浇注操作是指将铁水通过浇冒系统注入型腔内，浇注温度为1390-1420℃，浇注时间为8-20秒，然后进行保温操作，保温时间为40-80分钟。

本发明的整体式三联阀主要技术参数如下:

(1)材质：HT300

(2)抗拉强度：≥300Mpa

(3)硬度：190—230HBW

(4)满足设计尺寸要求

(5)无夹砂、气孔、缩孔、缩松等铸造缺陷，内腔无粘砂、无披缝等缺陷

(6)铸件单量：13.70kg

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种整体式三联阀体，其特征在于：包括阀体(1)本体，所述阀体(1)内部设有阀芯通孔、主流道(3)、通孔、辅助流道、圆环油槽和小圆环油槽，所述阀芯通孔包括第一阀芯通孔(21)、第二阀芯通孔(22)和第三阀芯通孔(23)，所述第一阀芯通孔(21)、第二阀芯通孔(22)和第三阀芯通孔(23)平行等距设置且圆心位于同一条直线上，所述第一阀芯通孔(21)、第二阀芯通孔(22)和第三阀芯通孔(23)均贯穿阀体(1)的前后表面，且所述第一阀芯通孔(21)的截面半径、第二阀芯通孔(22)的截面半径和第三阀芯通孔(23)的截面半径相同；

所述第一阀芯通孔(21)从一端到另一端设有六个圆环油槽和两个小圆环油槽，依次为第一圆环油槽(601)至第六圆环油槽(606)和第一小圆环油槽(701)、第二小圆环油槽(702)；所述第二阀芯通孔(22)从一端到另一端设有设有六个圆环油槽和两个小圆环油槽，依次为第七圆环油槽(607)至第十二圆环油槽(612)和第三小圆环油槽(703)、第四小圆环油槽(704)；所述第三阀芯通孔(23)从一端到另一端设有六个圆环油槽和两个小圆环油槽，依次为第十三圆环油槽(613)至第十八圆环油槽(618)和第五小圆环油槽(705)、第六小圆环油槽(706)；

所述辅助流道和内部主流道用于连接所述阀芯通孔和通孔，所述圆环油槽和小圆环油槽设于阀芯通孔、通孔和辅助流道上，所述通孔的开口位于阀体(1)主体的各个表面，且与阀体辅助流道相连通；所述通孔包括第一至第十二通孔，所述辅助流道包括第一至十九辅助流道和n型辅助流道(511)；第十二通孔(412)与第一通孔(401)和第二通孔(402)底端垂直连通，且第十二通孔(412)中间位置设有第十九圆环油槽(619)；所述第十二通孔(412)与主流道(3)通过第九辅助流道(509)相连通，且第九辅助流道(509)与第十二通孔(412)、主流道(3)相垂直；

所述主流道(3)穿过第一圆环油槽(601)、第七圆环油槽(607)、第十三圆环油槽(613)、第十八圆环油槽(618)、第十二圆环油槽(612)和第六圆环油槽(606)形成一个大的闭合流道；

所述整体式三联阀体采用如下铸造工艺制得，包括壳型模具制作、泥芯制作、泥芯组装、泥芯涂饰、泥芯与壳型模具装配、造型操作、熔炼操作、浇注操作和铸件清理检验步骤：

所述泥芯制作，采用铬铁矿砂材料制芯且放置芯骨；

所述泥芯组装，将泥芯放置在外壳内进行粘接组装；

所述泥芯涂饰，泥芯组装的粘合剂完全凝固后，采用锆英粉涂料涂饰好后晾干，表面再涂饰一层石墨粉醇基涂料；

泥芯与壳型模具装配，在泥芯与外壳之间放置芯撑；所述芯撑设置于主孔处；所述芯撑为截面8.5mm×2.26mm的柱状结构且表面镀锌；

所述造型操作，采用树脂砂埋壳型砂壳且泥芯排气孔全部钢丝导出，待底型造好且树脂砂完全硬化后，拔出钢丝；所述造型操作其壳型外表面与砂箱内侧之间覆盖砂层，砂层内设有与壳型连通的浇冒系统，浇冒系统包括浇道以及数量对等的冒口；所述壳型与砂层之间的浇道口覆盖有一层隔离纸；

所述熔炼操作是指按铸件要求配制浇注液，且浇注前对浇注液进行二次孕育处理，并通过炉前热分析仪检测各化学成分重量百分比；所述二次孕育处理是指在浇注前往铁水中加入硅钡粉进行孕育处理，浇注液的化学成分重量百分比如下:C:3.10％-3.25％，Si:1.20％-1.50％，Mn:0.90％-1.30％，P≤0.12％,S≤0.02％，余量为Fe；所述炉前热分析仪检测铁水取样必须在铁水液面100mm以下；

所述浇注操作是指将铁水通过浇冒系统注入型腔内，浇注温度为1390-1420℃，浇注时间为8-20秒，然后进行保温操作，保温时间为40-80分钟；

铸件清理检验，脱模后铸件表面抛丸操作且对流道进行强力喷砂。

2.根据权利要求1所述的一种整体式三联阀体，其特征在于：所述第三圆环油槽(603)和第十圆环油槽(610)连通，第九圆环油槽(609)与第十六圆环油槽(616)相连通，所述第十五圆环油槽(615)和主流道(3)通过第二辅助油道(502)相连通。

3.根据权利要求1所述的一种整体式三联阀体，其特征在于：所述第三小圆环油槽(703)和第四小圆环油槽(704)通过n型辅助流道(511)相连通；所述第一辅助流道(501)与主流道(3)垂直连通，第四辅助油道(504)、第五辅助流道(505)、第六辅助油道(506)、第七辅助流道(507)及第十辅助流道(510)与主流道(3)相互连通。

4.根据权利要求1所述的一种整体式三联阀体，其特征在于：

所述第六通孔(406)与第十一圆环油槽(611)通过第四辅助油道(504)相连通，所述第七通孔(407)与第一辅助油道(501)穿过n型辅助流道(511)相连通，所述第八通孔(408)与第八圆环油槽(608)通过第三辅助油道(503)相连通；

所述第二通孔(402)、第四通孔(404)、第七通孔(407)和第十通孔(410)分别与第一辅助流道(501)垂直连通，第四通孔(404)、第七通孔(407)和第十通孔(410)底端位置分别设有第七小圆环油槽(707)、第八小圆环油槽(708)和第九小圆环油槽(709)。

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