閥類鑄件澆注補(bǔ)縮工藝

閥類鑄件澆注補(bǔ)縮工藝

閥型鑄造應(yīng)經(jīng)過(guò)壓力試驗(yàn)，其工作和使用狀態(tài)的要求。結(jié)果表明，鑄造不應(yīng)存在松散和收縮孔，并應(yīng)確保其致密性好，因此補(bǔ)充縮槽系統(tǒng)的設(shè)計(jì)合理。1局部冒口補(bǔ)縮工藝參數(shù)的設(shè)計(jì)蝶閥在閥類鑄件中占份額較多,且澆注難度較大。圖1為蝶閥組樹圖。閥體兩端有兩只直徑為25mm的長(zhǎng)孔(孔要加工),征得用戶同意,將帶頸一端的長(zhǎng)孔不鑄出,采取集流道補(bǔ)縮,頂注式豎立澆注,內(nèi)澆道設(shè)計(jì)成正方形,尺寸為65mm×65mm。明冒口直徑DR=1.3D,所以頂部直徑為110mm,高度尺寸根據(jù)魯西楊公式計(jì)算,HR=DR(1+0.2h/D)=135mm,錐度為58°。由于澆注補(bǔ)縮系統(tǒng)儲(chǔ)有足夠的金屬液供給鑄件補(bǔ)縮,頸部無(wú)縮松、縮孔,工藝出品率高。圖2為異型蝶閥組樹圖,圖2與圖1基本相似,所不同的是,閥體的外圓兩端連接1個(gè)正方體和1個(gè)長(zhǎng)方體,尺寸不算太大,顯然,熱節(jié)點(diǎn)就在閥體壁厚與幾何體的中心部位,當(dāng)量熱節(jié)圓直徑尺寸約31mm,采用最簡(jiǎn)易的頂冒口,以內(nèi)澆道替代頂冒口,冒口頂端與橫澆道直接相連之形式,冒口直徑以DR=1.3b計(jì)算,冒口高度尺寸以hR=DR[1+0.1h/(D-d)]公式計(jì)算。圖3為蝶閥底注組樹圖,是在圖1的基礎(chǔ)上,為了滿足鑄出兩只直徑為25mm孔的要求,況且鑄件中存在自然收縮截面,采用底注式豎澆道局部冒口補(bǔ)縮系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(或者稱直澆道分流二元冒口補(bǔ)縮),金屬液經(jīng)直澆道流到橫澆道再通向內(nèi)澆道,從型腔底部注入徐徐向上,金屬液流動(dòng)平穩(wěn),從而避免產(chǎn)生氣孔、夾渣,排氣暢通,補(bǔ)縮有充分的金屬液供給,而且,直澆道、橫澆道的金屬液占用量少(僅作為金屬液澆注及補(bǔ)縮之流道,保證鑄件在凝固過(guò)程中補(bǔ)縮暢通),鑄件成品率和工藝出品率較高。工藝參數(shù)如下:內(nèi)澆道厚度h2=1.2D1=1.2×25=30(mm);內(nèi)澆道寬度b=h2;橫澆道長(zhǎng)度為115mm(單面);橫澆道厚度h3=2/3h2=20mm;集渣包高度h4=15mm;冒口直徑D=2.5D1=62.5mm;冒口圓錐角15°;冒口頸高度h1=D1,冒口頸的形狀見圖3A-A剖面所示;冒口高度h=3D1=75mm。2內(nèi)澆道尺寸設(shè)計(jì)大規(guī)格的球閥閥體一般是砂型鑄造,而有的客戶要求精鑄。圖4為球閥閥體組樹圖。圖4有兩種形狀結(jié)構(gòu)。一種是在通徑內(nèi)有1圈凸出的臺(tái)階;另一種沒(méi)有臺(tái)階。不管通徑內(nèi)有無(wú)臺(tái)階,就澆注方式來(lái)講,這類鑄件忌水平澆注,宜豎立澆注,就補(bǔ)縮方法來(lái)說(shuō),忌中心直澆道、豎澆道等,唯橫澆道集流道補(bǔ)縮為妥,上述澆注、補(bǔ)縮設(shè)計(jì)原則。從下列鑄件結(jié)構(gòu)分析中加以說(shuō)明。其一,從圖4中的剖面圖可以反映出,該件是以兩個(gè)法蘭體為主的結(jié)構(gòu),法蘭體之間由圓柱連接,對(duì)于法蘭件,最常用、最有效的澆注補(bǔ)縮系統(tǒng)是頂注式橫澆道,利用圓柱形腔自身向下的重力,形成較大的金屬液靜壓頭,不但有足夠的金屬液供給鑄件補(bǔ)縮,而且可減少冒口金屬液的自耗。圖4中,連接法蘭體的內(nèi)澆道尺寸為寬100mm,高190mm,顯然內(nèi)澆道截面大,冷卻模數(shù)較高,這是考慮大鑄件凝固時(shí)體收縮的需要。其二,閥體兩端的頸部連接2只小法蘭,為了解決頸部及小法蘭的補(bǔ)縮問(wèn)題,增設(shè)兩只冒口,形成多組元補(bǔ)縮格局。A、B向視圖表示不同的冒口尺寸。兩只補(bǔ)縮冒口金屬液從橫澆道引入,“人”字形的流道,還起到支撐熔模、排蠟通暢和澆注時(shí)排氣通暢的作用。通徑內(nèi)有凸臺(tái)階的閥體,往往在寬度14mm的兩側(cè)平面或交叉處產(chǎn)生縮孔,原因是有熱節(jié)存在,見圖4剖面中的圓圈Dc,此處熱節(jié)點(diǎn)內(nèi)切圓直徑(Dc)約22mm,參照內(nèi)切圓法冒口直徑(D)和冒口高度(h)的計(jì)算公式:D=(2.2～2.5)Dch=(3～3.5)DcD=(2.2～2.5)Dch=(3～3.5)Dc設(shè)計(jì)1段80mm×60mm×60mm的暗冒口,下部焊接在熱節(jié)點(diǎn)位置,上方與橫澆道的底平面相連,采用這種形式使縮孔、縮松的鑄造缺陷消失。此類鑄件連接法蘭的內(nèi)澆道尺寸,根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。若法蘭直徑大于500mm,則內(nèi)澆道的寬度是法蘭直徑的1/6～1/5;內(nèi)澆道的高度是法蘭直徑的1/3～1/4;若法蘭直徑小于200mm,則內(nèi)澆道寬度是法蘭直徑的1.5/5～2/5,內(nèi)澆道高度是法蘭直徑的1/4～1/5。3橫澆道的形狀閘閥的澆注補(bǔ)縮系統(tǒng)基本與蝶閥和球閥相同,此處著重?cái)⑹鰞蓚€(gè)問(wèn)題。一是橫澆道的制作,許多廠家都是將橫澆道制成長(zhǎng)方形平底模式,圖5中的橫澆道形狀有所改進(jìn),橫澆道的中間部分做成圓弧形,兩端呈方形,澆注時(shí)金屬液流動(dòng)集中而通暢。其二,閘閥頂端帶一塊長(zhǎng)方形凸臺(tái)(見圖5a中的半剖視圖),使局部壁厚明顯增大,用于補(bǔ)縮的冒口就藏在橫澆道圓弧的下面,結(jié)殼時(shí),涂層將其連結(jié)起來(lái),形成一個(gè)暗冒口,而且切割冒口也方便。圖6是