CN109986029A

CN109986029A - 水泵泵体熔模铸造工艺

Info

Publication number: CN109986029A
Application number: CN201711484669.2A
Authority: CN
Inventors: 朱国荣; 李武建
Original assignee: Ningbo Xinxiang Stainless Steel Product Co Ltd
Current assignee: Ningbo Xinxiang Stainless Steel Product Co Ltd
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2017-12-29
Publication date: 2019-07-09

Abstract

本发明涉及水泵生产领域，公开了一种水泵泵体熔模铸造工艺，其技术方案要点是：包括蜡膜成型、型壳成型和泵体浇铸成型工艺。其中，泵体蜡模成型模具分为蜡模成型模具A和蜡模成型模具B，分别用于成型泵体蜡模的A半模和B半模。其成型蜡模质量高，成型型壳硬度和透气性好，成型铸件缺陷率低；本发明所加工的不锈钢水泵泵体，缺陷率低，尺寸变形小，泵体加工尺寸精度好，表面光洁度高，泵体使用寿命高。

Description

水泵泵体熔模铸造工艺

技术领域

本发明涉及水泵生产领域，特别涉及一种水泵泵体熔模铸造工艺。

背景技术

水泵在日常生活中应用广泛，传统的水泵泵体大多采用铸铁材质制成，但铸铁制成的水泵耐腐蚀性差，特别在一些化工环境中，容易被腐蚀侵坏。不锈钢是常用的耐腐蚀材料，利用不锈钢制成的水泵，耐腐蚀、使用寿命长。

熔模铸造工艺是将熔融金属浇入铸型，凝固后获得具有一定形状、尺寸和性能的金属毛坯的成型方法。熔模铸造的工艺流程是：蜡模成型→挂砂→脱蜡→型壳焙烧→浇注。

蜡模成型是获得泵体铸型的关键一步。在传统的蜡模制造方法中，通常会开设泵体的整体模具，然后将融蜡注入模具内冷却成型，形成泵体蜡模，再将蜡模取出使用。但通常泵体结构较为复杂，内腔、孔隙结构的存在易造成蜡模失真，从而影响最终浇铸成型的泵体质量。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种蜡模成型质量高的水泵泵体熔模铸造工艺。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种水泵泵体熔模铸造工艺，泵体蜡模成型模具分为蜡模成型模具A和蜡模成型模具B，分别用于成型泵体蜡模的A半模和B半模，包括如下工艺步骤：

（1）将配置好的腊块粉碎加热到80℃~95℃熔融成液状，然后倒入搅拌桶内，保持呈液状腊水；

（2）边搅拌腊水边加入腊粉，保持温度为45℃~65℃，搅拌成糊状，搅拌时升降搅拌机泵体，便于打糊；

（3）将糊状腊料倒入注塑机内，注塑机预先保温在45℃~65℃；

（4）将糊状腊料分别注入到蜡模成型模具A和蜡模成型模具B内，注腊气压保持在2.5~3.5个大气压，注满后保压3~10分钟，常温冷却30~60分钟；

（5）开启蜡模成型模具A和蜡模成型模具B，将A半模和B半模脱模后放入水池内冷却至20℃~25℃；

（6）保持室温21℃~27℃，对得到的A半模和B半模进行修边，刮去废边，再将A半模和B半模用蜡水粘涂进行组焊，焊后对整体蜡模进行修整；

（7）用150℃的烫刀将蜡型粘接于备好的浇口腊棒上进行固定；

（8）将上述步骤（7）中固定好的腊型轻轻浸入料浆中，并反复转动和上下移动，将料浆涂抹均匀，遇到小孔和死角和未浸上料浆处，用毛笔补刷；

（9）转动腊型，并不断往上撒砂料，使砂料完全包覆腊型，并置于20℃~25℃环境中进行干燥，待腊型干燥后再重复上述步骤（8）中料浆涂覆，再进行干燥步骤，如此反复5次以上；

（10）采用蒸汽脱蜡，将电热脱蜡釜加热到150℃，压力设定为0.7MPa，进行脱蜡作业，脱蜡时间为7min，从腊棒处将腊融出形成壳腔；

（11）将壳腔置于焙烧炉内进行焙烧，炉温先升置250℃，保温1小时；随后缓慢升温至400℃，继续保温1小时；然后快速升温至最高880℃~1000℃，保温1小时；最后，炉温冷却至100℃时，取出壳腔冷却待用；

（12）配比钢水并1600℃熔融，加入精炼剂精炼，平方静置后，加入变质剂，除渣；

（13）浇断口试样检验断口，并调整钢水的温度，断口合格后进行浇铸成型；

（14）将浇铸件置入震砂机进行震砂；

（15）切割帽口，形成泵体毛胚并将帽口清理打磨；

（16）将泵体置入抛丸机进行光面处理，去砂；

（17）对泵体进行成分检验、机械性能检验，并将检验合格后的泵体进行表面液体渗透检查；

（18）对合格泵体表面进行打磨，清除工件表面毛刺；

（19）将泵体浸入酸洗液中进行酸洗，去除表面污物和氧化皮；

（20）对泵体进行精打磨、精加工，并用洗油清洁泵体，完成成品。

通过上述技术方案，在蜡模成型步骤中，在液状蜡料中加入蜡粉，便于糊状蜡料的形成，减少模料颗粒，提高糊状蜡料的质量，便于蜡模成型；泵体蜡模采用分体形式进行成型，再组焊拼合，大大提高了泵体蜡模内部结构的质量，泵体蜡模精度高；同时，大大减少了模具开设的难度，降低成本，提高生产效率；

另外，在型壳成型步骤中，涂抹料浆时反复运动，可避免料浆堆积和部分缺涂，同时有利于气体排出；撒砂过程中砂料水分含量需要低于0.3%，此处，水分含量过多易造成型壳分层；水分含量过低易产生粉尘，致使料浆涂挂困难；采用0.3%的水分含量有利于提高型壳强度，有效防止型壳干燥收缩时产生裂纹；通过严格调控型壳料浆涂敷步骤和干燥温度，利于形成强度高的型壳；通过控制蒸汽脱蜡和焙烧工艺形成表面光洁、硬度与透气性良好的泵体型腔；

泵体浇铸成型步骤中，通过控制钢水配置、浇铸过程、铸件探伤和粗精加工，得到高品质泵体；

综上，通过控制蜡模成型、型壳成型和浇铸成型三个环节的各工艺参数，得到耐腐蚀、耐用的不锈钢水泵泵体，其缺陷率低，品质高。

优选的，所述步骤（7）中，料浆采用硅溶胶和耐火材料配置而成，在料浆桶内放入定量硅溶胶，快速启动搅拌机，边搅拌边加入耐火材料，料浆搅拌完成后静置16小时以上，静置后采用密封保存，待用。

通过上述技术方案，制成的料浆质量高，利于具有一定强度和透气性的型壳制成。

优选的，所述步骤（8）中，砂料采用耐高砂，砂料共涂覆5层，每层干燥时间设定为24小时。

通过上述技术方案，型壳干燥时，充分的干燥时间有利于提高型壳的强度。

优选的，所述步骤（8）中，腊型在干燥时，采用各方向风同时吹，风速设置在3~8m/s。

通过上述技术方案，风速越快，型壳干燥越快，但风速过大也会吹散型壳，采用此风速，较为合理；同时各方向的风同时吹可保证型壳干燥均匀。

优选的，腊型外涂覆的砂料从内层到外层砂料的粒度逐渐变粗。

通过上述技术方案，有利于增加钢水浇铸时内部气体的排出，提高铸件成型质量。

优选的，所述步骤（11）中，精炼剂用量为钢水总质量的0.3%，精炼温度为750℃，并分三次放入精炼剂，每次精炼时间为3分钟，总时间控制在15分钟内，平置时间为10分钟。

通过上述技术方案，有利于钢水中杂质的去除。

优选的，所述步骤（11）中，变质剂缓慢均匀的撒在钢水液面上，保持10min~12min，然后慢慢的压变质剂使其侵入合金液面以下100mm~150mm，平缓均匀移动3min~5min；除去合金液表面熔渣，轻微搅拌液体1min~2min，静置3min~4min后除渣。

通过上述技术方案，钢水中杂质去除干净，钢水浇铸时铸件产品质量高。

优选的，所述步骤（16）中，抛丸采用0.5mm~0.6mm粒度的铁丸，共进行两次抛丸，半小时一次，将泵体上残留的砂去除干净。

通过上述技术方案，便于将泵体上残留的砂去除干净

优选的，所述步骤（17）中，对检查的缺陷，进行缺陷清理，小孔按氩弧焊进行补焊，焊后进行粗打磨；大孔进行电焊补焊后进行固溶化处理。

通过上述技术方案，对泵体不良品进行排查、修补，大大提高生产效率，降低成本，控制高产品质量。

本发明的优点效果如下：

1、不锈钢泵体耐腐蚀性强、使用寿命长；

2、成型蜡模质量高，成型型壳硬度和透气性好，成型铸件缺陷率低；

综述，本发明所加工的不锈钢水泵泵体，缺陷率低，尺寸变形小，泵体加工尺寸精度好，表面光洁度高，泵体使用寿命高。

具体实施方式

以下对本发明作进一步详细说明。

一种水泵泵体熔模铸造工艺，其泵体蜡模成型模具分为蜡模成型模具A和蜡模成型模具B，分别用于成型泵体蜡模的A半模和B半模，其工艺步骤如下：

（1）将配置好的腊块粉碎成（20~40mm）×（20~40mm）不规则小块并加热到80℃~95℃熔融成液状，然后倒入搅拌桶内，保持呈液状腊水。

（2）边搅拌腊水边加入腊粉，保持温度为45℃~65℃，搅拌成糊状，搅拌时升降搅拌机叶轮，便于打糊。此处，在液状蜡料中加入蜡粉，便于糊状蜡料的形成；叶轮的动作有利于减少糊状蜡料中的模料颗粒，提高糊状蜡料的品质。

（3）将糊状腊料倒入注塑机内，注塑机预先保温在45℃~65℃。

（4）注蜡前先检查模具，并在模具型腔上刷一层稀薄的脱模剂，装配好模具，将糊状腊料分别注入到蜡模成型模具A和蜡模成型模具B内，注腊气压保持在2.5~3.5个大气压，注满后保压3~10分钟，常温冷却30~60分钟。

（5）开启蜡模成型模具A和蜡模成型模具B，将A半模和B半模脱模后放入水池内冷却至20℃~25℃。

（6）保持室温21℃~27℃，对得到的A半模和B半模进行修边，刮去废边，再将A半模和B半模用蜡水粘涂进行组焊，焊后对整体蜡模进行修整。

（7）用150℃的烫刀将蜡型粘接于备好的浇口腊棒上进行固定。

（8）将上述步骤（7）中固定好的腊型轻轻浸入料浆中，并反复转动和上下移动，将料浆涂抹均匀，遇到小孔和死角和未浸上料浆处，用毛笔补刷；料浆采用硅溶胶和耐火材料配置而成。耐火材料是制作型壳的基础，直接与熔体接触，可选用锆石英、电熔刚玉、熔融石英、硅砂等，此处，选用熔融石英。

制作料浆时，在料浆桶内放入定量硅溶胶，快速启动搅拌机，边搅拌边加入熔融石英，料浆搅拌完成后静置16小时以上，此处料浆比重为2.1~2.3g/cm³。在料浆搅拌完成后采用密封措施进行料浆保存，防止水分蒸发使得料浆变质。

（9）转动腊型，并不断往上撒砂料，使砂料完全包覆腊型，并置于20℃~25℃环境中进行干燥。砂料采用耐高温砂，砂料包覆均匀后采用各方向风同时吹的形式，在风速为3~8m/s的环境下进行干燥，干燥时间设定为24小时。一次干燥后重复上述步骤再涂料浆、撒砂、干燥，共进行5次，涂覆5层。此处，涂覆的砂料从内层到外层砂料的粒度逐渐变粗。

此处，撒砂是为了提高型壳的强度，防止型壳在干燥收缩时产生裂纹。并且所用砂的水分含量和粉尘都需要控制，所含粉尘和水分含量都需要低于0.3%。

（10）采用蒸汽脱蜡，将电热脱蜡釜加热到150℃，压力设定为0.7MPa，进行脱蜡作业，脱蜡时间为7min，从腊棒处将腊融出形成壳腔。

（11）将壳腔置于焙烧炉内进行焙烧，炉温先升置250℃，保温1小时；随后缓慢升温至400℃，继续保温1小时；然后快速升温至最高880℃~1000℃，保温1小时；最后，炉温冷却至100℃时，取出壳腔冷却待用；焙烧后的型壳表面光洁、硬度和透气性均良好，无裂纹。

（12）配比钢水并1600℃熔融，加入精炼剂精炼，平方静置后。此处，精炼剂选用六氯乙烷，精炼剂用量为钢水总质量的0.3%，精炼温度为750℃，并分三次放入精炼剂，每次精炼时间为3分钟，总时间控制在15分钟内，平置时间为10分钟。

静置后，将变质剂缓慢均匀的撒在钢水液面上，保持10min~12min，然后慢慢的压变质剂使其侵入合金液面以下100mm~150mm，平缓均匀移动3min~5min；除去合金液表面熔渣，轻微搅拌液体1min~2min，静置3min~4min后除渣。

（13）浇断口试样检验断口，并调整钢水的温度，断口合格后进行浇铸成型。

（14）将浇铸件置入震砂机进行震砂。

（15）切割帽口，形成泵体毛胚并将帽口清理打磨。

（16）将叶轮置入抛丸机进行光面处理，采用0.5mm~0.6mm粒度的铁丸，共进行两次抛丸，半小时一次，将叶轮上残留的砂去除干净。

（17）对泵体进行成分检验、机械性能检验，并将检验合格后的泵体进行表面液体渗透检查；对检查的缺陷，进行缺陷清理，小孔按氩弧焊进行补焊，焊后进行粗打磨；大孔进行电焊补焊后进行固溶化处理。

（18）对合格泵体表面进行打磨，清除工件表面毛刺。

（19）将泵体浸入酸洗液中进行酸洗，去除表面污物和氧化皮。

加工完成的产品轮廓清晰、表面质量好，无缩孔、缩松等缺陷。泵体成品率高，使用寿命长。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对发明的保护范围进行限制。尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域普通技术人员依然可以不作出创造性劳动对上述实施例所记载的技术方案进行修改，从而得到不同的、本质未脱离本发明的构思的其他技术方案，这些技术方案也同样属于本发明所要保护的范围。

Claims

1.一种水泵泵体熔模铸造工艺，其特征是：泵体蜡模成型模具分为蜡模成型模具A和蜡模成型模具B，分别用于成型泵体蜡模的A半模和B半模，包括如下工艺步骤：

（14）将浇铸件置入震砂机进行震砂；

（15）切割帽口，形成泵体毛胚并将帽口清理打磨；

（16）将泵体置入抛丸机进行光面处理，去砂；

（18）对合格泵体表面进行打磨，清除工件表面毛刺；

2.根据权利要求1所述的不锈钢水泵泵体熔模铸造工艺，其特征是：所述步骤（7）中，料浆采用硅溶胶和耐火材料配置而成，在料浆桶内放入定量硅溶胶，快速启动搅拌机，边搅拌边加入耐火材料，料浆搅拌完成后静置16小时以上，静置后采用密封保存，待用。

3.根据权利要求1所述的不锈钢水泵泵体熔模铸造工艺，其特征是：所述步骤（8）中，砂料采用耐高砂，砂料共涂覆5层，每层干燥时间设定为24小时。

4.根据权利要求1所述的不锈钢水泵泵体熔模铸造工艺，其特征是：所述步骤（8）中，腊型在干燥时，采用各方向风同时吹，风速设置在3~8m/s。

5.根据权利要求3所述的不锈钢水泵泵体熔模铸造工艺，其特征是：腊型外涂覆的砂料从内层到外层砂料的粒度逐渐变粗。

6.根据权利要求1所述的不锈钢水泵泵体熔模铸造工艺，其特征是：所述步骤（11）中，精炼剂用量为钢水总质量的0.3%，精炼温度为750℃，并分三次放入精炼剂，每次精炼时间为3分钟，总时间控制在15分钟内，平置时间为10分钟。

7.根据权利要求1所述的不锈钢水泵泵体熔模铸造工艺，其特征是：所述步骤（11）中，变质剂缓慢均匀的撒在钢水液面上，保持10min~12min，然后慢慢的压变质剂使其侵入合金液面以下100mm~150mm，平缓均匀移动3min~5min；除去合金液表面熔渣，轻微搅拌液体1min~2min，静置3min~4min后除渣。

8.根据权利要求1所述的不锈钢水泵泵体熔模铸造工艺，其特征是：所述步骤（16）中，抛丸采用0.5mm~0.6mm粒度的铁丸，共进行两次抛丸，半小时一次，将泵体上残留的砂去除干净。

9.根据权利要求1所述的不锈钢水泵泵体熔模铸造工艺，其特征是：所述步骤（17）中，对检查的缺陷，进行缺陷清理，小孔按氩弧焊进行补焊，焊后进行粗打磨；大孔进行电焊补焊后进行固溶化处理。