消除90°彎管滲漏局部氣孔的工藝改進

楊曉光

(中國有色(沈陽)冶金機械有限公司 鑄造分公司，遼寧 沈陽 110141)

消除90°彎管滲漏局部氣孔的工藝改進

楊曉光

(中國有色(沈陽)冶金機械有限公司 鑄造分公司，遼寧 沈陽 110141)

本文通過對90°彎管結構進行分析，發現底法蘭盤的背部經常有氣孔的產生，針對這一問題進行研究，尋找出現這一缺陷的原因，并對工藝進行合理改進，細化現場操作，成功解決過去生產中一直存在的法蘭根部氣孔、滲漏問題，保證產品質量，提高生產效率，節約生產成本。

冒口；氣孔；滲漏；松縮；凝固

0 引言

中國有色(沈陽)冶金機械有限公司開發研制隔膜泵料漿輸送設備以來，鑄件要求具有較高的質量可靠性，特別是液力端部分的技術條件要求很高，其中1項就是90°彎管長期以來一直存在的法蘭根部a處出現打壓滲漏和法蘭盤背面b處產生氣孔(見圖1)，使90°彎管在水靜壓試驗中保壓時間不夠，出現局部滲漏和氣孔問題，本文針對以上問題給出解決方法。

圖1 缺陷位置示意圖

1 鑄件品質

90°彎管是隔膜泵設備液力端的承壓鑄件之一，是隔膜泵機組中的重要組成部分，它的輪廓尺寸1120 mm×840 mm×545 mm，壁薄處37.5 mm，厚大處273 mm，鑄件毛重560 kg，材質為ZG20Mn，屬于低合金鋼，從結構上此鑄件基本屬于壁厚不均鑄件。其技術要求需粗加工后進行正火加回火處理(正火：650 ℃保溫2～3 h，900 ℃保溫4～5 h，風冷到250 ℃，回火：680 ℃保溫5 h)，還要進行超聲波2級探傷。鑄造缺陷斷面超過25%不允許修復，最后還要進行16 MPa水靜壓保證60 min不滲透試驗。

以前生產此類鑄件時，鑄件遞補法蘭根部時常產生有局部縮松的現象，致使打壓時產生滲漏，在底法蘭盤的背部經常有氣孔的產生[1]。兩種缺陷占成品鑄件的40%～70%，有的甚至造成了廢品，給生產進度造成影響，更給公司造成很大的經濟損失。對于這樣的鑄造缺陷，在組織生產中經常同車間的熱工藝技術人員多次研究提出很多想法，決定在鑄造工藝方面進行改進，解決這一難題。后來在新的鑄造工藝方法生產中消除了這種存在于法蘭根部縮松和法蘭盤背面局部氣孔的缺陷，保證了90°彎管打壓試驗時出現滲漏的難題。對鑄件的產品質量給予了保證，為今后隔膜泵的大量生產創造了有力條件。

2 底法蘭盤背面產生氣孔的原因

2.1 彎管的結構分析

由于法蘭盤的厚度為64 mm，相交的筒壁厚度為37.5 mm，相交處形成較大的一周熱節圓，熱節圓直徑大約為80 mm，在沒有外來金屬液和其它工藝措施的保證下，因熱節區要比法蘭盤和筒壁后凝固，從而產生縮松。鑄件在此部位結晶不致密，有缺陷是導致打壓試驗滲漏的根本原因[2]。

2.2 產生氣孔的原因

通過在生產中的深入分析發現，90°彎管在打壓時出現滲漏的根本原因是在法蘭根部縮松這種鑄造缺陷造成的，而松縮的產生是鑄件沒有很好的進行順序凝固和沒有足夠的金屬進行補縮，產生的氣孔是和內澆口的位置有關[3]。由于原工藝采用上部設內澆口，金屬液由上向下流動，金屬液向下流動的同時帶入氣體至底部法蘭型腔內，氣體不易排出而使下法蘭產生氣孔，上述2種原因造成90°彎管打壓滲漏和氣孔。所以為消除90°彎管打壓滲漏和氣孔必須在鑄造工藝方面加以改進。

3 消除90°彎管滲漏和局部氣孔的工藝改進措施

根據上述分析，對原工藝反復研究，為防止法蘭根部打壓滲漏應從消除縮松和氣孔兩方面制定新的鑄造工藝。

3.1 消除縮松方面

在底部法蘭盤兩側設置邊暗冒口和在法蘭盤下面增加冒口補貼[4]。冒口的延續度為法蘭周長的40%，冒口寬為底法蘭厚度的2.1～2.2倍，通過補貼將熱節區移向冒口區，并保證有足夠的金屬液進行補縮，同時在法蘭盤與筒壁相交處設置隨行專用外冷鐵，通過冷鐵在熱節區起激冷作用，使其最先凝固，最后是冒口的凝固，較好地形成順序凝固方式，使此處不易產生縮松的工藝措施。

3.2 消除氣孔方面

在下法蘭盤兩邊冒口上增加設置兩個內澆口，使金屬液平穩進入型腔避免帶入氣體，適當提高澆注溫度和增設邊冒口的氣眼，將型腔內的氣體有效排出，同時也加強了兩邊冒口的溫度，增大了補縮效率，更好的為法蘭盤進行補縮，即提高了鑄件上層至冒口金屬液的熱效率，同時又為上層冒口為鑄件的補縮提供了良好的效果和形成了鑄件整體很好的順序凝固方式。

4 鑄造工藝的操作要求

在實際生產中位新工藝實施，確保鑄件質量，消除鑄造缺陷在操作中必須做到以下幾點：

(1)保證按工藝做到準確無誤；

(2)保證型芯尺寸正確，澆冒口位置合理，扎好暗冒口氣眼；

(3)保證型芯緊實度，操作認真，轉角按圖紙做出，且放好鉻鐵礦砂，防止粘砂；

(4)外冷鐵放置位置準確，防止脫落，得到較好的鑄件表面質量；

(5)型芯上做好排氣通道和氣眼；

(6)刷涂料要平整光滑，保證厚度，得到較好的鑄件表面質量；

(7)合箱前要將型芯烘干，防止產生氣孔；

(8)合箱時，要把殘砂抽凈，檢查型芯尺寸是否正確。

5 結論

由于新的鑄造工藝技術實施得當，在工藝改進后生產的各種大小高低壓不同的90°彎管，鑄件產品的質量幾乎沒有產生打壓滲漏和下法蘭盤上下面產生氣孔的鑄造缺陷，給公司生產隔膜泵產品創造良好條件，保證了產品的質量，得到用戶的認可。

[1] 張學政，李家樞.金屬工藝學實習教材(第3版)[M].北京：高等教育出版社， 2003.

[2] 李喜橋.創新思維與工程訓練[M].北京：北京航空航天大學出版社， 2005.

[3] 吳鵬，遲劍鋒.工程訓練[M].北京：機械工業出版社， 2005.

[4] 朱江峰，肖元福.金工實訓教程[M].北京：清華大學出版社， 2004.

Process Improvement of Removing Gas Cavity of Pipe-bending with Angle 90

YANG Xiao-guang

(Foundry Company, NFC (Shenyang) Metallurgical Machinery Co., Ltd. Shenyang 110141, China)

The paper analyses structure of pipe-bending with angle 90, finds gas cavity in bottom of flange, and finds out reasons of gas cavity, and makes proper improvement of process, solves problems of gas cavity and leakage, assurance product quality, increases productivity efficiency, saves production cost.

casting head；gas cavity； leakage； shrink； freezing

2013-12-20

楊曉光(1964-)，男，遼寧沈陽人，助理工程師，大學本科，主要從事鑄造技術工作，現任中國有色(沈陽)冶金機械有限公司鑄造分廠副廠長。

TH323

B

1003-8884(2014)03-0043-02