CN114054675A - 一种铸钢阀体铸造工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铸钢阀体铸造工艺方法及其应用，本发明属于铸造技术领域，本发明公开的铸造工艺方法的阀体无砂眼、裂纹及冲刷严重等缺陷、内部管道无杂物且畅通，与盖或阀芯的连接部位及螺纹，能灵活白如且复位，阀体框架上的阀杆螺母完好无损，旋转灵活，与阀杆梯形螺纹配合能上下轻松白如，与阀体固定螺钉或螺丝牢固无松动，浇注过程顺利平稳，充型充分，充型过程中，没有出现卷气、夹砂、浇不足、冷隔的现象，通过对凝固过程模拟进行观察后发现，缩松、缩孔缺陷易发生在远离浇道的外侧法兰处。通过调整浇注温度到1550℃，铸件内部几乎没有缩松、缩孔。
Description
技术领域
本发明涉及铸造技术领域，尤其涉及一种铸钢阀体铸造工艺方法。
背景技术
阀体是阀门中的一个主要组成部分，主要用于煤气、天然气、给排水液化石油汽等管道上的调节或切断各类介质的流动，以防止介质的渗漏，为此通常需要对产品进行打压检验以保证内部组织的致密。阀体是一种承压容器，根据承受压力不同，分为高压、中压、低压三种阀体。也可以广泛用在石油、化工、食品、纤维等工业的中等浓度酸或碱液体介质中，工作温度在600℃以下。要求铸件内部组织致密，不允许有气孔、砂眼等铸造缺陷，铸造后，在组装前，要经过压力试验。阀体中间空腔大，外轮廓尺寸也较大，其铸件纵截面呈工字形，壁上有四个均匀分布的肋板，要求壁厚较均匀，而且阀体内部要求组织致密、外表面光洁，不得有裂纹、冷隔、砂孔、砂眼、缩孔、缩松、气孔等铸造缺陷。中国专利CN104942534A公开了一种阀体的锻造生产工艺，并将该升温之后的钢材经过一个模具拉拔成型得到阀体毛坯件，而且这样的产品质量不稳定，加工完成的产品外表粗糙，而且生 产出来的产品往往内部存在气孔。中国专利CN101890477A公开了一种阀体的铸造生产工艺，造型上设置有充气孔，但产品收得率低，本领域技术人员亟待开发一种铸钢阀体铸造工艺方法，来满足现有使用需求。
发明内容
有鉴于此，本发明一方面提供一种铸钢阀体铸造工艺方法。
一种铸钢阀体铸造工艺方法，包括以下步骤：
(1)熔炼：将钢投加到中频炉中，中频炉通电开始熔炼，将中频炉温度控制在1500~1550℃，熔炼时间控制在1h；(2)浇注：当熔炼完成后，将铁水导入铁水包中，运送至浇注区，再将铁水包内铁水浇注至树脂砂型中；铁水包-冶金行业中的一种主要炉前设备，装液体金属的一种容器；(3)浇注完成后，砂型进行冷却，冷却采用自然冷却方式，冷却时间控制在1~1.5h，冷却至室温；(4)开箱：冷却完成后，打开树脂砂型，取出半成品，砂型运输到全自动砂处理系统进行落砂、砂再生、树脂和煤粉代用品混砂；落砂：铸件凝固冷却到一定温度后，把铸件从砂箱内取出，去掉铸件表面及内腔中的型砂和芯砂的工艺过程称为落砂；铸造生产中将铸件和型砂从浇注后的 铸型中分离出来的设备叫落砂机；(5)抛丸、打磨清理：用抛丸机对半成品进行抛丸处理，去除表面毛刺、飞边，打磨：使用打磨机对经过抛丸机处理后的半成品进行打磨，即得。
抛丸清理用高速旋转的抛头将铁丸等抛到铸件表面上，清除铸件表面粘砂或氧化皮的清理方法。
进一步的，其中所述落砂为铸件产品从砂型内取出，待冷却到落砂温度450~500℃时进行调谐值3~5，转速800~1000rpm重量比1~2的落砂处理，砂再生、混砂为通过砂处理系统将落砂进行破碎成此沙砾，生成旧砂，再输送到混砂机，回用于生产。
聚二乙烯乙快是用合成氧丁橡胶的副产物二乙烯乙快经酸性催化剂于氯苯中聚合而得是带有四碳环的高聚物。聚二乙烯乙块在不饱和双键处生成过氧化物并与其他未氧化的分子反泣，依靠氧桥而形成具有体型结构的大分子。
进一步的，所述步骤（2）树脂砂型的树脂为重量份数计的聚乙烯乙炔75~81、酚氧树脂40~42份的混合物。
酚氧树脂又称聚酚氧、苯氧树脂、聚羟基醚，是由环氧氯丙烷与双酚A在碱性介质中溶液缩聚而成。聚酚氧不用加固化剂，只要受热使其均匀地涂覆于物体表面。
进一步的，所述步骤（2）浇注为顶柱式浇注，其中温度1500~1550℃、负压度0.04~0.05MPa。
煤粉的作用是利用煤在高温的分解及分解后包覆在砂粒表面的碳膜以防止铸铁件产生粘砂和夹砂，同时也起到提高型砂溃散性的作用。煤粉代用品是指在湿型砂中可以完全替代或部分替代煤粉的材料。进一步的，所述步骤（4）树脂和煤粉代用品混砂为将经称量过的外购新砂、煤粉代用品、树脂和经处理回用后的旧砂、树脂通过全自动砂处理系统混砂机中进行混合，混合比例为旧砂∶新砂∶树脂=92~93%∶3~4%∶2.5~2.9%，其余为煤粉代用品，煤粉代用品为古马隆树脂粉、石油树脂粉、萜烯树脂粉中的其中一种。
煤粉代用品透气性提高，气孔缺陷减少，型砂紧实流动生提高，砂型紧实度增加，铸件尺寸更精确，车间空气中CO含量降低，价格便宜。
进一步的，所述步骤（5）抛丸工艺为钢丸直径50.3mm，硬度HRC40~50，装载量40~50kg，抛丸时间6~10min。
进一步的，所述步骤（1）钢材质为ZG0Cr17Ni12Mo2或ZG1Cr18Ni9中的其中一种。
本发明的有益效果：
本发明公开的铸钢阀体铸造工艺方法，原工艺选用顶注式浇注系统，将法兰竖直方向放置，较平稳的充满型腔，不会有激贱现象的发生，也很好的抑制了发气量，同时金属液的上升流动方向与泡沫模样分解气化的产生物的流向一致，有利于浮渣，，调整浇注温度，优化了工艺方案，减少了缺陷的发生，进而改善了铸件的品质，充型过程平稳，铸件缩松、缩孔缺陷得到了有效的控制，浇注速度快，整个铸件在快速全部充满。
本发明相比现有技术，具有如下优点：
本发明公开的铸造工艺方法的阀体无砂眼、裂纹及冲刷严重等缺陷、内部管道无杂物且畅通，与盖或阀芯的连接部位及螺纹，能灵活白如且复位，阀体框架上的阀杆螺母完好无损，旋转灵活，与阀杆梯形螺纹配合能上下轻松白如，与阀体固定螺钉或螺丝牢固无松动，改进了浇注系统，调整浇注温度，优化了工艺方案，减少了缺陷的发生，进而改善了铸件的品质，充型过程平稳，铸件缩松、缩孔缺陷得到了有效的控制，浇注速度快，整个铸件在快速全部充满。充型过程顺利平稳，充型充分，充型过程中，没有出现卷气、夹砂、浇不足、冷隔的现象，通过对凝固过程模拟进行观察后发现，缩松、缩孔缺陷易发生在远离浇道的外侧法兰处。通过调整浇注温度到1550℃，铸件内部几乎没有缩松、缩孔，缩松。
具体实施方式
实施例1
首先、熔炼：将外购的ZG0Cr17Ni12Mo2钢投加到GW-1.5T中频炉中，中频炉通电开始熔炼，向中频炉中加入适量的球化剂与孕育剂；通过远红外线测温仪等设备将中频炉温度控制在1550℃，熔炼时间控制在60min；其次、浇注：当熔炼结束后，将铁水导入铁水包中，由Y337-4.7m带式输送机-PD5、3745B-17.9m斗式提升机-DTI将其运送至浇注区，再将铁水包内铁水由浇注口加入到砂型中，顶柱式浇注，其中温度1550℃、负压度0.05MPa；然后、冷却：浇注完成后，砂型等通过桁车或台车系统运送到冷却房内、S8860振动沸腾冷却床进行冷却，此冷却过程采用自然冷却方式，冷却时间控制在1.5h；接着、开箱：冷却完成后，打开树脂砂型，树脂为重量份数计的分子量600聚乙烯乙炔81、PHES-7030酚氧树脂42份的混合物，取出半成品，全自动砂处理系统开始进行落砂、砂再生、树脂和煤粉代用品混砂，将经粉料电子称、新旧砂电子称称量过的外购新砂、煤粉代用品、膨润土等和经处理回用后的旧砂一起通过Y4420B圆盘给料机投加到DISA全自动砂处理系统混砂机中进行混合，混合重量比例为旧砂∶新砂∶树脂=93%∶4%∶2.9%，其余为600目煤粉代用品，煤粉代用品为C9石油树脂粉、Tamanol 803L萜烯树脂粉中质量比1∶1的混合物，日本新东FBOIII-A全自动化造型线根据设定程序制芯机Z9406L完成造型、制芯；其中，落砂即将铸件产品从砂型内取出，待冷却到落砂温度时系统即进行自动落砂处理，冷却到落砂温度500℃时进行调谐值5，转速1000rpm重量比2的L252B振动落砂机落砂处理；砂再生、混砂过程即通过砂处理系统将落砂进行破碎成此沙砾，生成旧砂，再通过SF327叶片松砂机、S997Ⅱ悬挂永磁分离机、Y337-8m带式输送机-PD6到混砂机，回用于生产；最后、抛丸、打磨清理：用Q3210橡胶履带式抛丸清理机对半成品进行抛丸工艺为钢丸直径50.3mm，硬度HRC40，装载量40kg，抛丸时间6min的抛丸处理，去除半成品表面毛刺、飞边，打磨：根据产品要求，由人工使用打磨机对经过抛丸机处理后的半成品进行打磨，即得，其中新砂配比粒度70/140目。
产品：F5型软密封闸阀阀体，壁厚要求为8.5mm，结构长度要求为180mm，出水口要求为φ200mm、法兰孔要求为8×φ24mm及12×φ24mm法兰孔中心距要求为φ295mm、法兰的两端孔高度必须保证一致，中口的孔深要求为31mm，丝牙的深度要求为28mm，阀体的中心高274.2mm，达到GB/T 8923中规定的Sa 2.5表面处理等级，进行密封试验时，闸阀无结构损伤，闸阀不应有任何可见渗漏。进行低压密封试验时，闸阀无任何可见渗漏。
实施例2
首先、熔炼：将外购的ZG1Cr18Ni9投加到GW-1.5T中频炉中，中频炉通电开始熔炼，向中频炉中加入适量的球化剂与孕育剂；通过远红外线测温仪等设备将中频炉温度控制在1500℃，熔炼时间控制在60min；其次、浇注：当熔炼结束后，将铁水导入铁水包中，由Y337-4.7m带式输送机-PD5、3745B-17.9m斗式提升机-DTI将其运送至浇注区，再将铁水包内铁水由浇注口加入到砂型中，顶柱式浇注，其中温度1500℃、负压度0.04MPa；然后、冷却：浇注完成后，砂型等通过桁车或台车系统运送到冷却房内、S8860振动沸腾冷却床进行冷却，此冷却过程采用自然冷却方式，冷却时间控制在1.5h；然后、开箱：冷却完成后，打开树脂砂型，取出半成品，全自动砂处理系统开始进行落砂、砂再生、树脂和煤粉代用品混砂，将经粉料电子称、新旧砂电子称称量过的外购新砂、煤粉代用品、膨润土等和经处理回用后的旧砂一起通过Y4420B圆盘给料机投加到DISA全自动砂处理系统混砂机中进行混合，混合重量比例为旧砂∶新砂∶树脂=92%∶3%∶2.5%，其余为600目煤粉代用品，树脂为重量份数计的分子量600聚乙烯乙炔75份、 PKHH酚氧树脂40份的混合物，煤粉代用品为日铁G-90古马隆树脂粉，再通过泵式加水器加入5%的水，日本新东FBOIII-A全自动化造型线根据设定程序制芯机Z9406L完成造型、制芯；其中，落砂即将铸件产品从砂型内取出，待冷却到落砂温度时系统即进行自动落砂处理，冷却到落砂温度450℃时进行调谐值3，转速800rpm重量比1的L252B振动落砂机落砂处理；砂再生、混砂过程即通过砂处理系统将落砂进行破碎成此沙砾，生成旧砂，再通过SF327叶片松砂机、S997Ⅱ悬挂永磁分离机、Y337-8m带式输送机-PD6到混砂机，回用于生产；最后、抛丸清理：用Q3210橡胶履带式抛丸清理机对半成品进行抛丸工艺为钢丸直径50.3mm，硬度HRC50，装载量50kg，抛丸时间10min的抛丸处理，去除半成品表面毛刺、飞边，打磨：根据产品要求，由人工使用打磨机对经过抛丸机处理后的半成品进行打磨，即得，其中新砂配比粒度70/140目。
产品：F4-DN200型软密封闸阀阀体：阀体的中心高274.2mm、丝牙的深度28.100mm、中口的孔深31.500mm、法兰孔中心距295.00mm、法兰孔25.400mm、出水口位置200.00mm、壁厚7.95mm，达到GB/T 8923中规定的Sa 2.5表面处理等级，进行密封试验时，闸阀无结构损伤，闸阀不应有任何可见渗漏。进行低压密封试验时，闸阀无任何可见渗漏。
注：GB/T13927-2008工业阀门.压力试验；GB/T 12220-2015工业阀门·标志。
Claims (7)
1.一种铸钢阀体铸造工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)熔炼：将钢料投加开始熔炼，将炉温度控制在1500~1550℃，熔炼时间控制在1h；(2)浇注：当熔炼完成后，将铁水导入铁水包中，运送至浇注区，再将铁水包内铁水浇注至树脂砂型中；(3)浇注完成后，砂型进行冷却，冷却采用自然冷却方式，冷却时间控制在1~1.5h，冷却至室温；(4)开箱：冷却完成后，打开树脂砂型，取出半成品，将砂型运输到全自动砂处理系统进行落砂、砂再生、树脂和煤粉代用品混砂；(5)抛丸、打磨清理：用抛丸机对半成品进行抛丸处理，去除表面毛刺、飞边，打磨：使用打磨机对经过抛丸机处理后的半成品进行打磨，即得。
2.根据权利要求1所述的铸钢阀体铸造工艺方法，其特征在于，其中所述落砂为铸件产品从砂型内取出，待冷却到落砂温度450~500℃时进行调谐值3~5，转速800~1000rpm重量比1~2的落砂处理，砂再生、混砂为通过砂处理系统将落砂进行破碎成此沙砾，生成旧砂，再输送到混砂机，回用于生产。
3.根据权利要求1所述的铸钢阀体铸造工艺方法，其特征在于，所述步骤（2）树脂砂型的树脂为重量份数计的聚乙烯乙炔75~81、酚氧树脂40~42份的混合物。
4.根据权利要求1所述的铸钢阀体铸造工艺方法，其特征在于，所述步骤（2）浇注为顶柱式浇注，其中温度1500~1550℃、负压度0.04~0.05MPa。
5.根据权利要求1所述的铸钢阀体铸造工艺方法，其特征在于，所述步骤（4）树脂和煤粉代用品混砂为将经称量过的外购新砂、煤粉代用品、树脂和经处理回用后的旧砂、树脂通过全自动砂处理系统混砂机中进行混合，混合比例为旧砂∶新砂∶树脂=92~93%∶3~4%∶2.5~2.9%，其余为煤粉代用品，煤粉代用品为古马隆树脂粉、石油树脂粉、萜烯树脂粉中的其中一种。
6.根据权利要求1所述的铸钢阀体铸造工艺方法，其特征在于，所述步骤（5）抛丸工艺为钢丸直径50.3mm，硬度HRC40~50，装载量40~50kg，抛丸时间6~10min。
7.根据权利要求1所述的铸钢阀体铸造工艺方法，其特征在于，所述步骤（1）钢材质为ZG0Cr17Ni12Mo2或ZG1Cr18Ni9中的其中一种。
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