CN109940127A - 一种铸钢阀门的覆膜砂铸造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铸钢阀门的覆膜砂铸造工艺，具体步骤如下：先以覆膜砂为原料制作成砂壳后，再将砂壳进行烘烤处理，然后将熔炼好的钢水浇注于所述砂壳内，待阀门铸件自然冷却凝固成型后，取下，制得阀门铸件；最后将阀门铸件进行抛丸、切割冒口、热处理、二次抛丸、精整，制得阀门毛坯品。其中，以覆膜砂为原料制作成砂壳的具体步骤为：以覆膜砂原料，制成半型壳或半型芯；趁热对半型壳、阀体/阀盖的半型芯进行修补和喷涂后，组型制得砂壳；阀体/阀盖半型芯的修补过程以及半型壳的修补过程耗时均应控制在小于等于120秒；喷涂过程中保持半型壳、阀体/阀盖半型芯温度均大于60摄氏度。采用本发明方法生产的铸钢阀门试压合格率高。

Description

一种铸钢阀门的覆膜砂铸造工艺

技术领域

本发明属于阀门零部件制造领域，尤其涉及一种铸钢阀门的覆膜砂铸造工艺。

背景技术

覆膜砂工艺最初是将粉状的热固性酚醛树脂与原砂机械混合，加热时固化，经过数年改进后，发展成用热塑性酚醛树脂加潜伏性固化剂（乌洛托品）和润滑剂通过一定的覆膜工艺配制成覆膜砂，当覆膜砂受热时包覆在砂粒表面的树脂熔融，在乌洛托品分解出的亚甲基的作用下，熔融的树脂由线性结构迅速转变成不熔融的体型结构，从而使覆膜砂固化成型。

目前，生产铸钢件阀门工艺主要采用水玻璃制壳工艺或硅溶胶复合工艺及熔模铸造法等。但各种方法都存在效率低、生产工序复杂，交付周期长、用工多、材料使用种类多等方面的不足。为了解决这些缺陷，近年来，覆膜砂铸造阀门的生产工艺成为研究的热点，其主要工序为：先以覆膜砂为原料制成半型壳或半型芯；待其冷却至常温后，对半型壳、半型芯进行喷涂、修补、组装形成砂壳，然后将砂壳用铁丝捆绑好后，熔炼好的钢水浇注于所述砂壳内，待阀门铸件自然冷却凝固成型后，摘除铁丝取下阀门铸件；并对阀门铸件进行抛丸、切割冒口等处理，制得阀门毛坯品。采用覆膜砂铸造阀门的生产工艺制出的型壳可直接铸造，具有交付周期短、生产效率高，用工少、工序简单、材料使用单一、生产现场噪声小，因而对环境的污染小，但由于技术原因，覆膜砂制造铸钢阀门因废品率较高，一直无法得到广泛应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种铸钢阀门的覆膜砂铸造工艺。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种铸钢阀门的覆膜砂铸造工艺，先以覆膜砂为原料制作成砂壳后，再将砂壳进行烘烤处理，然后将熔炼好的钢水浇注于所述砂壳内，待阀门铸件自然冷却凝固成型后，取下阀门铸件，即得。

进一步的，制得阀门铸件后，还需将阀门铸件进行抛丸、切割冒口、热处理、二次抛丸、精整，制得阀门毛坯品。

进一步的，以覆膜砂为原料制作成砂壳的具体步骤为：先以覆膜砂为原料制成半型壳或半型芯；趁热依次对半型壳、阀体/阀盖的半型芯进行修补和喷涂后，组型制得砂壳；阀体/阀盖半型芯的修补过程以及半型壳的修补过程耗时均应控制在小于等于120秒；喷涂过程中保持半型壳、阀体/阀盖半型芯温度均大于60摄氏度。

以覆膜砂为原料制作成砂壳的具体步骤为：先以覆膜砂为原料制成半型壳或半型芯；趁热依次对半型壳、阀体/阀盖的半型芯进行喷涂和修补后，组型制得砂壳；阀体/阀盖半型芯的修补过程以及半型壳的修补过程耗时均应控制在小于等于120秒；修补完成时，控制半型壳、阀体/阀盖半型芯温度均大于60摄氏度。

进一步的，一种铸钢阀门的覆膜砂铸造工艺，具体包括以下步骤：

步骤一、以覆膜砂为原料制作成砂壳

步骤1、制半型壳和半型芯：

步骤1-1、装配模具：根据砂壳铸型的结构，选取对应的模具，然后安装于射芯机上；

步骤1-2、加热模具：采用热电偶对模具进行加热至温度为180~200摄氏度；

步骤1-3、吹扫模具型腔：保持模具处于180~200摄氏度下，采用气枪喷射压缩空气对模具型腔进行吹扫，清除模具型腔内异物；

步骤1-4、喷涂脱模剂：采用气喷壶对模具型腔均匀喷涂制壳用脱模剂；

步骤1-5、成型：于200摄氏度温度下，通过射芯机将覆膜砂射入到模具中，固化180~220秒，制成半型壳或半型芯；

步骤2、修补半型壳、阀体/阀盖半型芯：

修补半型壳、阀体/阀盖半型芯包括两部分，

第一部分、修补阀体/阀盖的半型芯：阀体/阀盖的半型芯制成后，立即趁热用800-1000目的砂纸去除半型芯表面凹坑，打磨去除批锋后，用修补膏填补修复至平滑，即完成半型芯的修补；阀体/阀盖半型芯的修补过程耗时小于等于120秒；

第二部分、修补半型壳：半型壳制成后，立即趁热用60~120目砂纸打磨去除半型壳冒口处的活块批锋，然后采用800-1000目砂纸抛光处理，之后用气枪对修整后的型腔吹扫去除异物，即完成半型壳的修补；半型壳的修补过程耗时小于等于120秒；

步骤3、喷涂半型壳、阀体/阀盖半型芯

将喷涂用涂料用喷枪均匀喷涂于型壳的内表面以及阀体/阀盖型芯的外表面；控制喷涂完成时半型壳、阀体/阀盖半型芯温度均大于等于60摄氏度；

步骤4、组型

步骤4-1、粘结阀体/阀盖型芯

在阀体/阀盖的半型芯的结合处涂抹粘结剂，将2个半型芯粘结形成阀体或阀盖型芯待用；

步骤4-2、粘结浇道

用60~120目的砂纸把浇口孔边的批峰打磨掉，防止掉入型壳内；

将粘接剂涂抹在浇道半型芯的结合处，将两个浇道半型芯粘合形成浇道，静置90-120分钟，待用；

步骤4-3、组型：将型壳、型芯进行组合制得砂壳；

a、先用气枪对型腔进行吹扫干净，将型芯轻放到一面半型壳内；

b、用粘接剂涂抹在半型壳的结合处，将两个半型壳进行扣合粘接，制得型壳，备用；

c、重复第a、b步骤，制作第二个型壳；

d、粘结浇道：分别在浇道的出水口处涂抹粘接剂，先与准备好的第一组型壳粘接，然后将第二组型壳扣合粘接；

e、静置：组合完成的型组静置90-120分钟，即得砂壳；

步骤二、将砂壳进行烘烤处理，然后将熔炼好的钢水浇注于所述砂壳内，制得阀门铸件

采用烘烤炉于150~200摄氏度对步骤4制得的砂壳烘烤3-4h后，将熔炼好的钢水浇注于所述砂壳内，控制浇注时间在20min内，静置60min，待阀门铸件自然冷却凝固成型后，取下阀门铸件，即可；

步骤三、将阀门铸件进行抛丸、切割冒口、热处理、二次抛丸、精整，制得阀门毛坯品

首先将浇注完成的阀门铸件采用抛丸机抛丸15-20分钟，清理掉表面的浮砂后，将阀门铸件的多余冒口切除；然后采用热处理炉将切除了多余冒口的阀门铸件加热至900摄氏度，保温4h进行热处理；热处理完成后，将阀门铸件采用抛丸机进行二次抛丸处理30-40分钟，然后清理铸件表面后，用打磨机修整铸件表面的局部缺陷，即得阀门毛坯品。

进一步的，当以覆膜砂为原料制得砂壳的过程中所用粘结剂为砂型（芯）粘合胶，在制得砂壳后，进行烘烤前，还需要采用铁丝对砂壳进行捆绑，在待阀门铸件自然冷却凝固成型后，取下阀门铸件时，需要摘除铁丝。

进一步的，以覆膜砂为原料制得砂壳的过程中，当砂壳铸型存在热节时，吹扫模具型腔后，应在模具型腔内于砂壳铸型的热结处对应的位置放置冷铁；当砂壳铸型不存在热节时，吹扫模具型腔后，则不必在模具型腔内放置冷铁。

进一步的，所述覆膜砂的粒径为70-140目。

进一步的，步骤3喷涂半型壳、阀体/阀盖半型芯过程中，控制喷涂完成后半型壳、阀体/阀盖半型芯温度均大于等于100摄氏度。

进一步的，步骤2修补半型壳、阀体/阀盖半型芯中所述修补膏的制备方法为：将大于等于2000目的水基锆粉用乙醇溶液调制成膏状，搅拌均匀后制得。

与现有技术相比，本发明的优点为：

1、本发明采用在覆膜砂铸型的热结处放置冷铁，促进覆膜砂铸型热结处凝固，消除热结处产生的缩松缩孔等现象，从而提高铸钢阀门的成品率。

2、本发明半型壳或半型芯制成后，立即趁热修补，且修补时间不得超过120s，其是为了保证修补过程中的温度降低不会太多，以保证喷涂完成时能够半型芯和半型壳的温度还能够保持在60摄氏度以上，而不需要在修补和喷涂过程中额外的进行加温预热。

3、本发明将传统工艺中常温修补和喷涂改进为趁热进行修补和喷涂，且喷涂温度在大于60摄氏度，优选的为大于100摄氏度，在该温度下，砂壳中的树脂未凝固，砂壳表面未形成保护膜，在这种状态下喷涂可以使涂料浸渗到砂壳皮层下，使砂壳的表面更光滑均一，从而提高了阀门铸件的合格率，减少甚至避免因砂壳缺陷而引发的阀门铸件合格率低的问题。

4、本发明采用先修补后喷涂的工序进行砂壳的制作，且喷涂在60摄氏度以上进行，能够保证喷涂后砂壳表面质量光洁平滑，从而提高阀门铸件的成品率，解决了阀门铸件因砂壳缺陷而引发的合格率低的问题。

5、本发明在砂壳组型完成后，浇注前，对砂壳进行烘烤，将砂壳中水分进行烘烤脱离，浇注时砂壳中水气不易进入到钢水中，而影响钢水质量。

6、本发明将切除了多余冒口的阀门铸件采用热处理炉加热至900摄氏度，保温4h，能够改善钢的组织，细化晶粒，消除内应力，提高钢的机械性能并改善切削加工性能。

7、本发明通过对众多厂家生产的粘结剂进行试验对比，发现采用诸城市盛平铸造材料有限公司生产的粘结剂较鑫工艺（ 上海） 材料科技有限公司生产的粘结剂而言，可以不需捆绑砂壳，即可进行钢水的浇注生产，大幅节约了交付周期缩短50%和用工量节省高达50%。

8、本发明通过在砂壳内放置冷铁、对砂壳进行趁热修补和热喷涂、以及浇注前对砂壳进行烘烤操作，使得阀门铸件的无损检测拍片能达到3级以上，铸件表面光洁度达到12.5以上，铸件试压合格率达到90%以上。

附图说明

图1 为本发明一个实施例中制得的阀体砂壳的结构示意图；

图2为本发明一个实施例中制得的阀体型壳的断面图；

图3为本发明一个实施例中制得的阀体砂壳的爆炸图；

在图中，1、阀体型壳、2、阀体型芯，3、浇道，4、冒口，5、外半型壳，6、内半型壳；7、左阀体半型芯，8、右阀体半型芯,9、左浇道半型芯，10、右浇道半型芯，11、浇口杯、12、横浇道，13、内浇道，14、中心阀体型壳，15、法兰型壳，16、法兰冷铁，17、随形冷铁，18、连接杆，19、弧形冷铁，20、冷铁。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进行进一步详细的叙述。

本发明中所用覆膜砂购自江苏亚威铸造材料科技有限公司，其性能参数见表1：

本发明中，制壳用脱模剂、粘结剂、水基锆粉涂料均为市售产品；

本发明中制壳用脱模剂：购自济南圣泉集团有限公司，其是一种介于模具和成品之间的功能型物质，是采用高粘度聚硅氧烷、环保型表面活性剂及高效乳化剂反应而成的水性乳液。

本发明中所用两种粘结剂（砂型（芯）粘合胶）分别购自购自诸城市盛平铸造材料有限公司和鑫工艺（ 上海） 材料科技有限公司。

本发明中水基锆粉：购自鑫工艺（ 上海） 材料科技有限公司。

本发明中所述修补膏的制备方法为：将大于等于2000目的水基锆粉用乙醇溶液调制成膏状，搅拌均匀后制得。

本发明中所述喷涂用涂料：型号ZC-SY-110；购自鑫工艺（ 上海） 材料科技有限公司。

本发明中一些概念的介绍：

热节：是一种在铸造过程中产生的效应，铸造热节，是指钢水在凝固过程中，铸件内比周围金属凝固缓慢的节点或局部区，也可以说是最后冷却凝固的地方。针对本次铸件为两不同部位相交处大于壁厚的部位为铸造热节。

批峰：为因模具两两配合处有缝隙，而制造出的砂壳多肉的现象。

浇口：也称为进料口，是指从分流道到模具型腔的一段通道，是浇注系统中截面最小且最短的部分。在金属铸造中指浇注时金属液进入铸型的入口和通道。常常泛指浇注系统。

本领域技术人员公知：生产的阀门的种类、形状、大小不同，所用模具的形状大小也不同，制得的型壳、型芯以及砂壳的形状也不相同，生产不同的阀门选择适应形状、大小的模具即可。

本发明以铸钢美标闸阀的生产为例，对阀门的覆膜砂铸造工艺的铸造工艺进行详细介绍。

生产铸钢美标闸阀过程中，图1~3示出了阀体砂壳的一个实施例，包括2个阀体型壳1、设置于所述阀体型壳1内的阀体型芯2，以及设置于2个阀体型壳1之间的浇道3，所述阀体型芯2与所述阀体型壳1之间的间隙形成阀体型腔，所述浇道3与所述阀体型腔相连通，所述阀体型腔的上方设置有冒口4，所述阀体型壳1由外半型壳5和内半型壳6通过粘结剂粘结对合而成，所述阀体型芯2包括左阀体半型芯7和右阀体半型芯8通过粘结剂粘结对合而成；所述浇道3有左浇道半型芯9和右浇道半型芯10通过粘结剂粘结对合而成；所述浇道3包括浇口杯11、设置于浇口杯下方、并与所述浇口杯相连通的主浇道，设置于所述主浇道上的上、下2个横浇道12，以及设置于所述横浇道12另一端的内浇道13，所述内浇道13的中部与所述横浇道12相连通，所述内浇道13的两端设置有出水口，所述出水口与所述阀体型腔相连通；其特征在于，所述阀体型壳1的底部设置有冷铁20，所述阀体型壳1包括中心阀体型壳14和分别设置于中心阀体型壳14两端的法兰型壳15，所述冷铁20包括对称设置于所述法兰型壳15底部的2个法兰冷铁16，对称设置于所述中心阀体型壳14的底部的随形冷铁17，所述随形冷铁包括沿中心阀体型壳14轴向设置的连接杆18，以及设置于连接杆18上的4个弧形冷铁19。

实施例1

一种铸钢阀门（铸钢美标闸阀）的覆膜砂铸造工艺，具体包括以下步骤：

步骤一、以覆膜砂为原料制作成砂壳

步骤1、制半型壳和半型芯：

步骤1-1、装配模具：根据砂壳铸型的结构，选取对应的模具，然后安装于射芯机上；

步骤1-2、加热模具：采用热电偶对模具进行加热至温度为180~200摄氏度；

步骤1-3、吹扫模具型腔：保持模具处于180~200摄氏度下，采用气枪喷射压缩空气对模具型腔进行吹扫，清除模具型腔内异物，确保模具型腔内无砂尘等异物；

步骤1-4、放置冷铁：在模具型腔内于砂壳铸型的热结处对应的位置放置冷铁；步骤1-5、喷涂脱模剂：采用气喷壶对模具型腔均匀喷涂制壳用脱模剂；

步骤1-6、成型：于200摄氏度温度下，通过射芯机将粒径70-140目的覆膜砂原料射入到模具中，固化180~220秒，制成半型壳或半型芯；

步骤2、修补半型壳、阀体/阀盖半型芯：

修补半型壳、阀体/阀盖半型芯包括两部分，

第一部分、修补阀体/阀盖的半型芯：阀体/阀盖的半型芯制成后，立即趁热用800-1000目砂纸去除半型芯表面凹坑（由模具中顶针形成的），打磨去除批锋后，用修补膏填补修复至平滑，即完成半型芯的修补；阀体/阀盖半型芯的修补过程（指打磨和填补修复的整个过程）耗时小于等于120秒；

第二部分、修补半型壳：半型壳制成后，立即趁热用60~120目砂纸打磨去除半型壳冒口处的活块批锋，然后采用800-1000目砂纸抛光处理，之后用气枪对修整后的型腔吹扫去除异物，即完成半型壳的修补；半型壳的修补过程（指打磨、抛光和吹扫的整个过程）耗时小于等于120秒；

步骤3、喷涂半型壳、阀体/阀盖半型芯

将喷涂用涂料用喷枪均匀喷涂于型壳的内表面以及阀体/阀盖型芯的外表面；本实施例中，喷涂完成时半型壳、阀体/阀盖半型芯温度均大于103摄氏度；

步骤4、组型

该步骤中所用粘结剂为砂型（芯）粘合胶 ，购自诸城市盛平铸造材料有限公司；

步骤4-1、粘结阀体/阀盖型芯

在阀体/阀盖的半型芯的结合处涂抹粘结剂，将2个半型芯粘结形成阀体或阀盖型芯待用；

步骤4-2、粘结浇道

用60~120目的砂纸把浇口孔边的批峰打磨掉，防止掉入型壳内；，将粘接剂涂抹在浇道半型芯的结合处，将两个浇道半型芯粘合形成浇道，静置90-120分钟，待用；

步骤4-3、组型：将型壳、型芯进行组合制得砂壳；

a、先用气枪对型腔进行吹扫干净，将型芯轻放到一面半型壳内；

b、用粘接剂涂抹在半型壳的结合处，将两个半型壳进行扣合粘接，制得型壳，备用；

c、重复步骤a、b，制作第二个型壳；

d、粘结浇道：分别在浇道的出水口处涂抹粘接剂，先与准备好的第一组型壳粘接，然后将第二组型壳扣合粘接；

e、静置：组合完成的型组静置90-120分钟，即得砂壳；

步骤二、捆绑：将砂壳用铁丝进行捆绑，避免浇注过程中砂壳裂开；

步骤三、将砂壳进行烘烤处理，然后将熔炼好的钢水浇注于所述砂壳内，制得阀门铸件

采用烘烤炉于150~200摄氏度将砂壳烘烤3-4h后，然后将熔炼好的钢水浇注于所述砂壳内，控制浇注时间在20min内，静置60min，待阀门铸件自然冷却凝固成型后，摘除铁丝取下阀门铸件，即可；

步骤四、将阀门铸件进行抛丸、切割冒口、热处理、二次抛丸、精整，制得阀门毛坯品

首先将浇注完成的阀门铸件采用抛丸机抛丸15-20分钟，清理掉表面的浮砂后，将阀门铸件的多余冒口切除；然后采用热处理炉将切除了多余冒口的阀门铸件加热至900摄氏度，保温4h进行热处理；热处理完成后，将阀门铸件采用抛丸机进行二次抛丸处理30-40分钟，然后清理铸件表面后，用打磨机修整铸件表面的凸起、凹坑等局部缺陷，即得阀门毛坯品。

实施例2

与实施例1相同，区别仅在于：步骤3喷涂半型壳、阀体/阀盖半型芯过程中，喷涂完成时半型壳、阀体/阀盖半型芯温度均大于69摄氏度；

实施例3

一种铸钢阀门（铸钢美标闸阀）的覆膜砂铸造工艺，具体包括以下步骤：

步骤一、以覆膜砂为原料制作成砂壳

步骤1、制半型壳和半型芯：

步骤1-1、装配模具：根据砂壳铸型的结构，选取对应的模具，然后安装于射芯机上；

步骤1-2、加热模具：采用热电偶对模具进行加热至温度为180~200摄氏度；

步骤1-3、吹扫模具型腔：保持模具处于180~200摄氏度下，采用气枪喷射压缩空气对模具型腔进行吹扫，清除模具型腔内异物，确保模具型腔内无砂尘等异物；

步骤1-4、放置冷铁：在模具型腔内于砂壳铸型的热结处对应的位置放置冷铁；

步骤1-5、喷涂脱模剂：采用气喷壶对模具型腔均匀喷涂制壳用脱模剂；

步骤1-6、成型：于200摄氏度温度下，通过射芯机将粒径70-140目的覆膜砂原料射入到模具中，固化180~220秒，制成半型壳或半型芯；

步骤2、修补半型壳、阀体/阀盖半型芯：

修补半型壳、阀体/阀盖半型芯包括两部分，

第一部分、修补阀体/阀盖的半型芯：阀体/阀盖的半型芯制成后，立即趁热用800-1000目砂纸去除半型芯表面凹坑（由模具中顶针形成的），打磨去除批锋后，用修补膏填补修复至平滑，即完成半型芯的修补；阀体/阀盖半型芯的修补过程（指打磨和填补修复的整个过程）耗时小于等于120秒；

第二部分、修补半型壳：半型壳制成后，立即趁热用60~120目砂纸打磨去除半型壳冒口处的活块批锋，然后采用800-1000目砂纸抛光处理，之后用气枪对修整后的型腔吹扫去除异物，即完成半型壳的修补；半型壳的修补过程（指打磨、抛光和吹扫的整个过程）耗时小于等于120秒；

步骤3、喷涂半型壳、阀体/阀盖半型芯

将喷涂用涂料用喷枪均匀喷涂于型壳的内表面以及阀体/阀盖型芯的外表面；本实施例中，喷涂完成时半型壳、阀体/阀盖半型芯温度均大于101摄氏度；

步骤4、组型

该步骤中所用粘结剂为砂型（芯）粘合胶 ，型号ZC-SY-110；购自鑫工艺（ 上海） 材料科技有限公司；

步骤4-1、粘结阀体/阀盖型芯

在阀体/阀盖的半型芯的结合处涂抹粘结剂，将2个半型芯粘结形成阀体或阀盖型芯待用；

步骤4-2、粘结浇道

用60~120目的砂纸把浇口孔边的批峰打磨掉，防止掉入型壳内；

将粘接剂涂抹在浇道半型芯的结合处，将两个浇道半型芯粘合形成浇道，静置90-120分钟，待用；

步骤4-3、组型：将型壳、型芯进行组合制得砂壳；

a、先用气枪对型腔进行吹扫干净，将型芯轻放到一面半型壳内；

b、用粘接剂涂抹在半型壳的结合处，将两个半型壳进行扣合粘接，制得型壳，备用；

c、重复步骤a、b，制作第二个型壳；

d、粘结浇道：分别在浇道的出水口处涂抹粘接剂，先与准备好的第一组型壳粘接，然后将第二组型壳扣合粘接；

e、静置：组合完成的型组静置90-120分钟，即得砂壳；

步骤二、将砂壳进行烘烤处理，然后将熔炼好的钢水浇注于所述砂壳内，制得阀门铸件

采用烘烤炉于150~200摄氏度将砂壳烘烤3-4h后，然后将熔炼好的钢水浇注于所述砂壳内，控制浇注时间在20min内，静置60min，待阀门铸件自然冷却凝固成型后，取下阀门铸件，即可；

步骤三、将阀门铸件进行抛丸、切割冒口、热处理、二次抛丸、精整，制得阀门毛坯品

首先将浇注完成的阀门铸件采用抛丸机抛丸15-20分钟，清理掉表面的浮砂后，将阀门铸件的多余冒口切除；然后采用热处理炉将切除了多余冒口的阀门铸件加热至900摄氏度，保温4h进行热处理；热处理完成后，将阀门铸件采用抛丸机进行二次抛丸处理30-40分钟，然后清理铸件表面后，用打磨机修整铸件表面的凸起、凹坑等局部缺陷，即得阀门毛坯品。

实施例4

一种铸钢阀门（铸钢美标闸阀）的覆膜砂铸造工艺，具体包括以下步骤：

步骤一、以覆膜砂为原料制作成砂壳

步骤1、制半型壳和半型芯：

步骤1-1、装配模具：根据砂壳铸型的结构，选取对应的模具，然后安装于射芯机上；

步骤1-2、加热模具：采用热电偶对模具进行加热至温度为180~200摄氏度；

步骤1-3、吹扫模具型腔：保持模具处于180~200摄氏度下，采用气枪喷射压缩空气对模具型腔进行吹扫，清除模具型腔内异物，确保模具型腔内无砂尘等异物；

步骤1-4、放置冷铁：在模具型腔内于砂壳铸型的热结处对应的位置放置冷铁；

步骤1-5、喷涂脱模剂：采用气喷壶对模具型腔均匀喷涂制壳用脱模剂；

步骤1-6、成型：于200摄氏度温度下，通过射芯机将粒径70-140目的覆膜砂原料射入到模具中，固化180~220秒，制成半型壳或半型芯；

步骤2、喷涂半型壳、阀体/阀盖半型芯

待半型壳、阀体/阀盖的半型芯制作完成后，立即趁热将喷涂用涂料用喷枪均匀喷涂于半型壳的内表面以及阀体/阀盖半型芯的外表面；

步骤3、修补半型壳、阀体/阀盖半型芯：

修补半型壳、阀体/阀盖半型芯包括两部分，

第一部分、修补阀体/阀盖的半型芯：用800-1000目砂纸去除半型芯表面凹坑（由模具中顶针形成的），打磨去除批锋后，用修补膏填补修复至平滑，即完成半型芯的修补；本实施例中，阀体/阀盖半型芯的修补过程（指打磨和填补修复的整个过程）耗时小于等于120秒；修补完成时，半型芯的温度均大于97摄氏度；

第二部分、修补半型壳：用60~120目砂纸打磨去除半型壳冒口处的活块批锋，然后采用900目砂纸抛光处理，之后用气枪对修整后的型腔吹扫去除异物，即完成半型壳的修补；本实施例中，半型壳的修补过程（指打磨、抛光和吹扫的整个过程）耗时小于等于120秒；修补完成时，半型壳的温度均大于99摄氏度；

步骤4、组型

该步骤中所用粘结剂为砂型（芯）粘合胶 ，购自诸城市盛平铸造材料有限公司；

步骤4-1、粘结阀体/阀盖型芯

在阀体/阀盖的半型芯的结合处涂抹粘结剂，将2个半型芯粘结形成阀体或阀盖型芯待用；

步骤4-2、粘结浇道

用60~120目的砂纸把浇口孔边的批峰打磨掉，防止掉入型壳内；

将粘接剂涂抹在浇道半型芯的结合处，将两个浇道半型芯粘合形成浇道，静置90-120分钟，待用；

步骤4-3、组型：将型壳、型芯进行组合制得砂壳；

a、先用气枪对型腔进行吹扫干净，将型芯轻放到一面半型壳内；

b、用粘接剂涂抹在半型壳的结合处，将两个半型壳进行扣合粘接，制得型壳，备用；

c、重复步骤a、b，制作第二个型壳；

d、粘结浇道：分别在浇道的出水口处涂抹粘接剂，先与准备好的第一组型壳粘接，然后将第二组型壳扣合粘接；

e、静置：组合完成的型组静置90-120分钟，即得砂壳；

步骤二、捆绑：将砂壳用铁丝进行捆绑，避免浇注过程中砂壳裂开；

步骤三、将砂壳进行烘烤处理，然后将熔炼好的钢水浇注于所述砂壳内，制得阀门铸件

采用烘烤炉于150~200摄氏度将砂壳烘烤3-4h后，然后将熔炼好的钢水浇注于所述砂壳内，控制浇注时间在20min内，静置60min，待阀门铸件自然冷却凝固成型后，摘除铁丝取下阀门铸件，即可；

步骤四、将阀门铸件进行抛丸、切割冒口、热处理、二次抛丸、精整，制得阀门毛坯品

首先将浇注完成的阀门铸件采用抛丸机抛丸15-20分钟，清理掉表面的浮砂后，将阀门铸件的多余冒口切除；然后采用热处理炉将切除了多余冒口的阀门铸件加热至900摄氏度，保温4h进行热处理；热处理完成后，将阀门铸件采用抛丸机进行二次抛丸处理30-40分钟，然后清理铸件表面后，用打磨机修整铸件表面的凸起、凹坑等局部缺陷，即得阀门毛坯品。

对比例1

一种铸钢阀门（铸钢美标闸阀）的覆膜砂铸造工艺，具体包括以下步骤：

步骤一、以覆膜砂为原料制作成砂壳

步骤1、制半型壳和半型芯：

步骤1-1、装配模具：根据砂壳铸型的结构，选取对应的模具，然后安装于射芯机上；

步骤1-2、加热模具：采用热电偶对模具进行加热至温度为180~200摄氏度；

步骤1-3、吹扫模具型腔：保持模具处于180~200摄氏度下，采用气枪喷射压缩空气对模具型腔进行吹扫，清除模具型腔内异物，确保模具型腔内无砂尘等异物；

步骤1-4、放置冷铁：在模具型腔内于砂壳铸型的热结处对应的位置放置冷铁；

步骤1-5、喷涂脱模剂：采用气喷壶对模具型腔均匀喷涂制壳用脱模剂；

步骤1-6、成型：于200摄氏度温度下，通过射芯机将粒径70-140目的覆膜砂原料射入到模具中，固化180~220秒，制成半型壳或半型芯；

步骤2、修补半型壳、阀体/阀盖半型芯：

修补半型壳、阀体/阀盖半型芯包括两部分，

第一部分、修补阀体/阀盖的半型芯：待阀体/阀盖的半型芯冷却至常温后，用800-1000目砂纸去除半型芯表面凹坑（由模具中顶针形成的），打磨去除批锋后，用修补膏填补修复至平滑，即完成半型芯的修补；

第二部分、修补半型壳：待半型壳冷却至常温后，用60~120目砂纸打磨去除半型壳冒口处的活块批锋，然后采用900目砂纸抛光处理，之后用气枪对修整后的型腔吹扫去除异物，即完成半型壳的修补；

步骤3、喷涂半型壳、阀体/阀盖半型芯

将喷涂用涂料用喷枪均匀喷涂于型壳的内表面以及阀体/阀盖型芯的外表面；

步骤4、组型

该步骤中所用粘结剂为砂型（芯）粘合胶 ，购自诸城市盛平铸造材料有限公司；

步骤4-1、粘结阀体/阀盖型芯

在阀体/阀盖的半型芯的结合处涂抹粘结剂，将2个半型芯粘结形成阀体或阀盖型芯待用；

步骤4-2、粘结浇道

用60~120目的砂纸把浇口孔边的批峰打磨掉，防止掉入型壳内；

将粘接剂涂抹在浇道半型芯的结合处，将两个浇道半型芯粘合形成浇道，静置90-120分钟，待用；

步骤4-3、组型：将型壳、型芯进行组合制得砂壳；

a、先用气枪对型腔进行吹扫干净，将型芯轻放到一面半型壳内；

b、用粘接剂涂抹在半型壳的结合处，将两个半型壳进行扣合粘接，制得型壳，备用；

c、重复步骤a、b，制作第二个型壳；

d、粘结浇道：分别在浇道的出水口处涂抹粘接剂，先与准备好的第一组型壳粘接，然后将第二组型壳扣合粘接；

e、静置：组合完成的型组静置90-120分钟，即得砂壳；

步骤二、捆绑：将砂壳用铁丝进行捆绑，避免浇注过程中砂壳裂开；

步骤三、将砂壳进行烘烤处理，然后将熔炼好的钢水浇注于所述砂壳内，制得阀门铸件

采用烘烤炉于150~200摄氏度将砂壳烘烤3-4h后，然后将熔炼好的钢水浇注于所述砂壳内，控制浇注时间在20min内，静置60min，待阀门铸件自然冷却凝固成型后，摘除铁丝取下阀门铸件，即可；

步骤四、将阀门铸件进行抛丸、切割冒口、热处理、二次抛丸、精整，制得阀门毛坯品

首先将浇注完成的阀门铸件采用抛丸机抛丸15-20分钟，清理掉表面的浮砂后，将阀门铸件的多余冒口切除；然后采用热处理炉将切除了多余冒口的阀门铸件加热至900摄氏度，保温4h进行热处理；热处理完成后，将阀门铸件采用抛丸机进行二次抛丸处理30-40分钟，然后清理铸件表面后，用打磨机修整铸件表面的凸起、凹坑等局部缺陷，即得阀门毛坯品。

对比例2

一种铸钢阀门（铸钢美标闸阀）的覆膜砂铸造工艺，具体包括以下步骤：

步骤一、以覆膜砂为原料制作成砂壳

步骤1、制半型壳和半型芯：

步骤1-1、装配模具：根据砂壳铸型的结构，选取对应的模具，然后安装于射芯机上；

步骤1-2、加热模具：采用热电偶对模具进行加热至温度为180~200摄氏度；

步骤1-3、吹扫模具型腔：保持模具处于180~200摄氏度下，采用气枪喷射压缩空气对模具型腔进行吹扫，清除模具型腔内异物，确保模具型腔内无砂尘等异物；

步骤1-4、喷涂脱模剂：采用气喷壶对模具型腔均匀喷涂制壳用脱模剂；

步骤1-5、成型：于200摄氏度温度下，通过射芯机将粒径70-140目的覆膜砂原料射入到模具中，固化180~220秒，制成半型壳或半型芯；

步骤2、修补半型壳、阀体/阀盖半型芯：

修补半型壳、阀体/阀盖半型芯包括两部分，

第一部分、修补阀体/阀盖的半型芯：阀体/阀盖的半型芯制成后，立即趁热用800-1000目砂纸去除半型芯表面凹坑（由模具中顶针形成的），打磨去除批锋后，用修补膏填补修复至平滑，即完成半型芯的修补；阀体/阀盖半型芯的修补过程（指打磨和填补修复的整个过程）耗时小于等于120秒；

第二部分、修补半型壳：半型壳制成后，立即趁热用60~120目砂纸打磨去除半型壳冒口处的活块批锋，然后采用900目砂纸抛光处理，之后用气枪对修整后的型腔吹扫去除异物，即完成半型壳的修补；半型壳的修补过程（指打磨、抛光和吹扫的整个过程）耗时小于等于120秒；

步骤3、喷涂半型壳、阀体/阀盖半型芯

将喷涂用涂料用喷枪均匀喷涂于型壳的内表面以及阀体/阀盖型芯的外表面；本实施例中，喷涂完成时半型壳、阀体/阀盖半型芯温度均大于105摄氏度；

步骤4、组型

该步骤中所用粘结剂为砂型（芯）粘合胶 ，购自诸城市盛平铸造材料有限公司；

步骤4-1、粘结阀体/阀盖型芯

在阀体/阀盖的半型芯的结合处涂抹粘结剂，将2个半型芯粘结形成阀体或阀盖型芯待用；

步骤4-2、粘结浇道

用60~120目的砂纸把浇口孔边的批峰打磨掉，防止掉入型壳内；

将粘接剂涂抹在浇道半型芯的结合处，将两个浇道半型芯粘合形成浇道，静置90-120分钟，待用；

步骤4-3、组型：将型壳、型芯进行组合制得砂壳；

a、先用气枪对型腔进行吹扫干净，将型芯轻放到一面半型壳内；

b、用粘接剂涂抹在半型壳的结合处，将两个半型壳进行扣合粘接，制得型壳，备用；

c、重复步骤a、b，制作第二个型壳；

d、粘结浇道：分别在浇道的出水口处涂抹粘接剂，先与准备好的第一组型壳粘接，然后将第二组型壳扣合粘接；

e、静置：组合完成的型组静置90-120分钟，即得砂壳；

步骤二、捆绑：将砂壳用铁丝进行捆绑，避免浇注过程中砂壳裂开；

步骤三、将砂壳进行烘烤处理，然后将熔炼好的钢水浇注于所述砂壳内，制得阀门铸件

采用烘烤炉于150~200摄氏度将砂壳烘烤3-4h后，然后将熔炼好的钢水浇注于所述砂壳内，控制浇注时间在20min内，静置60min，待阀门铸件自然冷却凝固成型后，摘除铁丝取下阀门铸件，即可；

步骤四、将阀门铸件进行抛丸、切割冒口、热处理、二次抛丸、精整，制得阀门毛坯品

首先将浇注完成的阀门铸件采用抛丸机抛丸15-20分钟，清理掉表面的浮砂后，将阀门铸件的多余冒口切除；然后采用热处理炉将切除了多余冒口的阀门铸件加热至900摄氏度，保温4h进行热处理；热处理完成后，将阀门铸件采用抛丸机进行二次抛丸处理30-40分钟，然后清理铸件表面后，用打磨机修整铸件表面的凸起、凹坑等局部缺陷，即得阀门毛坯品。

对比例3

一种铸钢阀门（铸钢美标闸阀）的覆膜砂铸造工艺，具体包括以下步骤：

步骤一、以覆膜砂为原料制作成砂壳

步骤1、制半型壳和半型芯：

步骤1-1、装配模具：根据砂壳铸型的结构，选取对应的模具，然后安装于射芯机上；

步骤1-2、加热模具：采用热电偶对模具进行加热至温度为180~200摄氏度；

步骤1-3、吹扫模具型腔：保持模具处于180~200摄氏度下，采用气枪喷射压缩空气对模具型腔进行吹扫，清除模具型腔内异物，确保模具型腔内无砂尘等异物；

步骤1-4、放置冷铁：在模具型腔内于砂壳铸型的热结处对应的位置放置冷铁；

步骤1-5、喷涂脱模剂：采用气喷壶对模具型腔均匀喷涂制壳用脱模剂；

步骤1-6、成型：于200摄氏度温度下，通过射芯机将粒径70-140目的覆膜砂原料射入到模具中，固化180~220秒，制成半型壳或半型芯；

步骤2、修补半型壳、阀体/阀盖半型芯：

修补半型壳、阀体/阀盖半型芯包括两部分，

第一部分、修补阀体/阀盖的半型芯：阀体/阀盖的半型芯制成后，立即趁热用800-1000目砂纸去除半型芯表面凹坑（由模具中顶针形成的），打磨去除批锋后，用修补膏填补修复至平滑，即完成半型芯的修补；阀体/阀盖半型芯的修补过程（指打磨和填补修复的整个过程）耗时小于等于120秒；

第二部分、修补半型壳：半型壳制成后，立即趁热用60~120目砂纸打磨去除半型壳冒口处的活块批锋，然后采用900目砂纸抛光处理，之后用气枪对修整后的型腔吹扫去除异物，即完成半型壳的修补；半型壳的修补过程（指打磨、抛光和吹扫的整个过程）耗时小于等于120秒；

步骤3、喷涂半型壳、阀体/阀盖半型芯

将喷涂用涂料用喷枪均匀喷涂于型壳的内表面以及阀体/阀盖型芯的外表面；本实施例中，喷涂完成时半型壳、阀体/阀盖半型芯温度均大于98摄氏度；

步骤4、组型

该步骤中所用粘结剂为砂型（芯）粘合胶 ，购自诸城市盛平铸造材料有限公司；

步骤4-1、粘结阀体/阀盖型芯

在阀体/阀盖的半型芯的结合处涂抹粘结剂，将2个半型芯粘结形成阀体或阀盖型芯待用；

步骤4-2、粘结浇道

用60~120目的砂纸把浇口孔边的批峰打磨掉，防止掉入型壳内；

将粘接剂涂抹在浇道半型芯的结合处，将两个浇道半型芯粘合形成浇道，静置90-120分钟，待用；

步骤4-3、组型：将型壳、型芯进行组合制得砂壳；

a、先用气枪对型腔进行吹扫干净，将型芯轻放到一面半型壳内；

b、用粘接剂涂抹在半型壳的结合处，将两个半型壳进行扣合粘接，制得型壳，备用；

c、重复步骤a、b，制作第二个型壳；

d、粘结浇道：分别在浇道的出水口处涂抹粘接剂，先与准备好的第一组型壳粘接，然后将第二组型壳扣合粘接；

e、静置：组合完成的型组静置90-120分钟，即得砂壳；

步骤二、捆绑：将砂壳用铁丝进行捆绑，避免浇注过程中砂壳裂开；

步骤三、将熔炼好的钢水浇注于所述砂壳内，制得阀门铸件

将熔炼好的钢水浇注于所述砂壳内，控制浇注时间在20min内，静置60min，待阀门铸件自然冷却凝固成型后，摘除铁丝取下阀门铸件，即可；

步骤四、将阀门铸件进行抛丸、切割冒口、热处理、二次抛丸、精整，制得阀门毛坯品

首先将浇注完成的阀门铸件采用抛丸机抛丸15-20分钟，清理掉表面的浮砂后，将阀门铸件的多余冒口切除；然后采用热处理炉将切除了多余冒口的阀门铸件加热至900摄氏度，保温4h进行热处理；热处理完成后，将阀门铸件采用抛丸机进行二次抛丸处理30-40分钟，然后清理铸件表面后，用打磨机修整铸件表面的凸起、凹坑等局部缺陷，即得阀门毛坯品。

效果例

采用各实施例和对比例的方法进行阀门毛坯品的生产，每种方法生产阀门铸件100件，对制得的阀门毛坯品抽样，进行无损检测和表面光洁度检测，结果见表2；

然后将阀门毛坯品进行精加工、安装后进行阀门产品试压，检验铸件试压合格情况，计算其试压合格率；结果见表2；

铸件试压：采用压力试验机按照GB/T13927工业阀门 压力试验的标准进行；对试压合格产品中抽样进行无损检测和表面光洁度检测；结果见表2；

无损检测：采用X射线检查实时成像的方法按照ASTM E1255标准进行；

铸件表面光洁度：采用样块对比法，按照GB/131表面粗糙度试验进行。

表2

以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种铸钢阀门的覆膜砂铸造工艺，其特征在于，先以覆膜砂为原料制作成砂壳后，再将砂壳进行烘烤处理，然后将熔炼好的钢水浇注于所述砂壳内，待阀门铸件自然冷却凝固成型后，取下阀门铸件，即得。

2.根据权利要求1所述的一种铸钢阀门的覆膜砂铸造工艺，其特征在于，制得阀门铸件后，还需将阀门铸件进行抛丸、切割冒口、热处理、二次抛丸、精整，制得阀门毛坯品。

3.根据权利要求1所述的一种铸钢阀门的覆膜砂铸造工艺，其特征在于，以覆膜砂为原料制作成砂壳的具体步骤为：先以覆膜砂为原料制成半型壳或半型芯；趁热依次对半型壳、阀体/阀盖的半型芯进行修补和喷涂后，组型制得砂壳；阀体/阀盖半型芯的修补过程以及半型壳的修补过程耗时均应控制在小于等于120秒；喷涂过程中保持半型壳、阀体/阀盖半型芯温度均大于60摄氏度。

4.根据权利要求1所述的一种铸钢阀门的覆膜砂铸造工艺，其特征在于，以覆膜砂为原料制作成砂壳的具体步骤为：先以覆膜砂为原料制成半型壳或半型芯；趁热依次对半型壳、阀体/阀盖的半型芯进行喷涂和修补后，组型制得砂壳；阀体/阀盖半型芯的修补过程以及半型壳的修补过程耗时均应控制在小于等于120秒；修补完成时，控制半型壳、阀体/阀盖半型芯温度均大于60摄氏度。

5.根据权利要求1所述的一种铸钢阀门的覆膜砂铸造工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤一、以覆膜砂为原料制作成砂壳

步骤1、制半型壳和半型芯：

步骤1-1、装配模具：根据砂壳铸型的结构，选取对应的模具，然后安装于射芯机上；

步骤1-2、加热模具：采用热电偶对模具进行加热至温度为180~200摄氏度；

步骤1-3、吹扫模具型腔：保持模具处于180~200摄氏度下，采用气枪喷射压缩空气对模具型腔进行吹扫，清除模具型腔内异物；

步骤1-4、喷涂脱模剂：采用气喷壶对模具型腔均匀喷涂制壳用脱模剂；

步骤1-5、成型：于200摄氏度温度下，通过射芯机将覆膜砂射入到模具中，固化180~220秒，制成半型壳或半型芯；

步骤2、修补半型壳、阀体/阀盖半型芯：

修补半型壳、阀体/阀盖半型芯包括两部分，

第一部分、修补阀体/阀盖的半型芯：阀体/阀盖的半型芯制成后，立即趁热用800-1000目的砂纸去除半型芯表面凹坑，打磨去除批锋后，用修补膏填补修复至平滑，即完成半型芯的修补；阀体/阀盖半型芯的修补过程耗时小于等于120秒；

第二部分、修补半型壳：半型壳制成后，立即趁热用60~120目砂纸打磨去除半型壳冒口处的活块批锋，然后采用800-1000目砂纸抛光处理，之后用气枪对修整后的型腔吹扫去除异物，即完成半型壳的修补；半型壳的修补过程耗时小于等于120秒；

步骤3、喷涂半型壳、阀体/阀盖半型芯

将喷涂用涂料用喷枪均匀喷涂于型壳的内表面以及阀体/阀盖型芯的外表面；控制喷涂完成时半型壳、阀体/阀盖半型芯温度均大于等于60摄氏度；

步骤4、组型

步骤4-1、粘结阀体/阀盖型芯

在阀体/阀盖的半型芯的结合处涂抹粘结剂，将2个半型芯粘结形成阀体或阀盖型芯待用；

步骤4-2、粘结浇道

用60~120目的砂纸把浇口孔边的批峰打磨掉，防止掉入型壳内；

将粘接剂涂抹在浇道半型芯的结合处，将两个浇道半型芯粘合形成浇道，静置90-120分钟，待用；

步骤4-3、组型：将型壳、型芯进行组合制得砂壳；

a、先用气枪对型腔进行吹扫干净，将型芯轻放到一面半型壳内；

b、用粘接剂涂抹在半型壳的结合处，将两个半型壳进行扣合粘接，制得型壳，备用；

c、重复第a、b步骤，制作第二个型壳；

d、粘结浇道：分别在浇道的出水口处涂抹粘接剂，先与准备好的第一组型壳粘接，然后将第二组型壳扣合粘接；

e、静置：组合完成的型组静置90-120分钟，即得砂壳；

步骤二、将砂壳进行烘烤处理，然后将熔炼好的钢水浇注于所述砂壳内，制得阀门铸件

采用烘烤炉于150~200摄氏度对步骤4制得的砂壳烘烤3-4h后，将熔炼好的钢水浇注于所述砂壳内，控制浇注时间在20min内，静置60min，待阀门铸件自然冷却凝固成型后，取下阀门铸件，即可；

步骤三、将阀门铸件进行抛丸、切割冒口、热处理、二次抛丸、精整，制得阀门毛坯品

首先将浇注完成的阀门铸件采用抛丸机抛丸15-20分钟，清理掉表面的浮砂后，将阀门铸件的多余冒口切除；然后采用热处理炉将切除了多余冒口的阀门铸件加热至900摄氏度，保温4h进行热处理；热处理完成后，将阀门铸件采用抛丸机进行二次抛丸处理30-40分钟，然后清理铸件表面后，用打磨机修整铸件表面的局部缺陷，即得阀门毛坯品。

6.根据权利要求1~5任一项所述的一种铸钢阀门的覆膜砂铸造工艺，其特征在于，当以覆膜砂为原料制得砂壳的过程中所用粘结剂为砂型（芯）粘合胶，在制得砂壳后，进行烘烤前，还需要采用铁丝对砂壳进行捆绑，在待阀门铸件自然冷却凝固成型后，取下阀门铸件时，需要摘除铁丝。

7.根据权利要求1~5任一项所述的一种铸钢阀门的覆膜砂铸造工艺，其特征在于，以覆膜砂为原料制得砂壳的过程中，当砂壳铸型存在热节时，吹扫模具型腔后，应在模具型腔内于砂壳铸型的热结处对应的位置放置冷铁；当砂壳铸型不存在热节时，吹扫模具型腔后，则不必在模具型腔内放置冷铁。

8.根据权利要求1~5任一项所述的一种铸钢阀门的覆膜砂铸造工艺，其特征在于，所述覆膜砂的粒径为70-140目。

9.根据权利要求5所述的一种铸钢阀门的覆膜砂铸造工艺，其特征在于，步骤3喷涂半型壳、阀体/阀盖半型芯过程中，控制喷涂完成后半型壳、阀体/阀盖半型芯温度均大于等于100摄氏度。