大型球鐵件hdbt410核電行星架的鑄造工藝

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1、大型球鐵件HDBT410核電行星架的鑄造工藝劉文川1　　向敬成21.西南內(nèi)燃機配件總廠（四川南充637100）2.四川省南充市技工學(xué)校(四川南充637000）摘要:簡述了大型球鐵件核電調(diào)速器HDBT410行星架鑄造生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的縮孔(松)缺陷的原鑄造工藝生產(chǎn)狀態(tài)，分析了其兩種原鑄造工藝形成縮孔縮松缺陷的成因；介紹了壓邊澆冒口鑄造工藝消除該類縮孔縮松缺陷所采用的主要工藝措施和方法：澆注系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計、冒口系統(tǒng)的改進、冷鐵的優(yōu)化設(shè)置、澆注工藝的改進等措施；使所生產(chǎn)的該大型球鐵件核電調(diào)速器行星架有效地消除了縮孔縮松缺陷。關(guān)鍵詞：大型球鐵件行星架鑄造縮孔縮松工藝措施眾所周知，大型球鐵件砂型鑄造易出現(xiàn)

2、縮孔(松)缺陷是行業(yè)共知技術(shù)難題，也是鑄造工作者長期研究的重要型課題之一。本文討論的圖1所示大型球鐵件HDBT410核電調(diào)速器行星架，是國外內(nèi)近十多年來生產(chǎn)量較大的核電行星架的一個典型代表件，也是鑄造技術(shù)難度較大的核電行星架之一。其主要結(jié)構(gòu)特點為：鑄件輪廓尺寸為：Φ1240X660mm、主要壁厚δ＝110~118mm、材質(zhì)為QT700-2、鑄件重量G件＝2300Kg。目前國內(nèi)外已有較多工廠生產(chǎn)該類行星架，但據(jù)我們知道的情況看，尚有較多的公司或工廠鑄造該類球鐵件易出現(xiàn)縮孔縮松類鑄造缺陷的不良狀態(tài)。在生產(chǎn)實踐中，我們經(jīng)過對該行星架原鑄造工藝縮孔(松)缺陷的成因分析，和在新工藝中采用一些有效的消除其

3、縮(松)孔缺陷的措施后，克服了該類大型球墨鑄鐵件的縮孔(松)缺陷，獲得了良好技術(shù)經(jīng)濟效果，在此對其主要新舊工藝主要特點方面作一簡單總結(jié)和介紹，供同行參考。圖1　HDBT410核電調(diào)速器行星架結(jié)構(gòu)簡圖1原鑄造工藝生產(chǎn)狀態(tài)圖1所示核電行星架的鑄造生產(chǎn)方式主要是：水玻璃砂——造型、制芯，鉻鐵礦砂制作特異小型砂芯，一型一件，大量設(shè)置冷鐵、工頻爐熔煉鐵液的生產(chǎn)方式。在其用圖26、圖3所示兩種原鑄造工藝方案鑄造生產(chǎn)的階段，共澆鑄了近十件，其在鑄件澆注位置頂面的圖2所示的A、B、C、D、E、F、G、H八個熱節(jié)處間或出現(xiàn)縮孔縮松缺陷。其A~H處出現(xiàn)縮孔(松)缺陷分為兩種情況：其第一種情況是，前期的圖2所示原鑄

4、造工藝在其A~H處未設(shè)置圖3中所示的8個Φ160X400mm的“補縮”冒口——屬于無冒口鑄造工藝方案，其縮孔缺陷則在A~H處的表面下30~90mm處產(chǎn)生嚴重的縮孔、縮松缺陷；其第二種情況是，于圖2所示工藝方案的基礎(chǔ)上在其A~H處設(shè)置了圖3中所示的8個Φ160X400mm的“補縮”冒口，即形成了圖3所示的大冒口鑄造工藝方案，該工藝則在A~H八個的冒口頸處間或產(chǎn)生縮孔缺陷。圖2　HDBT410核電行星架的無冒口鑄造工藝簡圖圖3HDBT410核電行星架的大冒口鑄造工藝簡圖62原工藝方案縮孔缺陷的成因分析分析研究圖2、圖3所示的兩種原鑄造工藝方案，該核電行星架相應(yīng)熱節(jié)處易產(chǎn)生或間或產(chǎn)生縮孔、縮松缺陷，

5、其缺陷的成因主要表現(xiàn)在以下兩個方面。2.1無冒口鑄造方案缺陷成因分析圖2所示的無冒口鑄造工藝方案易(在其A~H處)產(chǎn)生縮孔(松)缺陷，經(jīng)過我們分析研究后認為，其主要原因是圖2所示的無冒口工藝方案：一方面、其無冒口(即無適宜的高溫鐵液)便難以對圖1所示行星架類大型球鐵件的鐵液冷卻收縮進行“有效”補縮；其二、圖2所示原鑄造工藝方案的階梯式澆注系統(tǒng)進液位置狀態(tài)是：其上層內(nèi)澆道僅布置在該鑄件上法蘭Φ1240mm圓周上的三分之一周長上、其下層內(nèi)澆道也僅布置在該鑄件下法蘭Φ1240mm圓周上的三分之一周長上，該進液狀態(tài)使得其鐵液在其型腔內(nèi)的鐵液溫度分布很不“均勻”、難以達到其有“規(guī)律”地有利于對下層鐵液冷

6、凝補縮的上高下低之良性狀態(tài)的溫度場。由此，該兩個原因便易使其在該鑄件的A~H熱節(jié)處的表皮下30~90mm處產(chǎn)生縮孔、縮松缺陷。2.2大冒口鑄造方案缺陷成因分析圖3所示的大冒口鑄造工藝方案在A~H處的8個Φ160X400mm的冒口頸處“間或”產(chǎn)生縮孔缺陷。經(jīng)過我們研究分析后認為，其主要原因是圖3所示的大冒口鑄造工藝方案：一方面、其“大冒口”使該行星架的A~H結(jié)構(gòu)熱節(jié)變成了更大的接觸熱節(jié)(工藝熱節(jié))[1]；其二、圖3所示原鑄造工藝方案的階梯式澆注系統(tǒng)進液位置狀態(tài)沿用了圖2所示工藝的進液方案,其鐵液在其型腔內(nèi)的鐵液溫度分布仍是很不“均衡”的溫度場，即難以達到其有規(guī)律的（均衡的）利于對下層鐵液冷卻補縮

7、的上高下低之良性溫度場狀態(tài)。由此，該兩個主要原因便會使該行星架鑄件在A~H八處熱節(jié)的冒口頸處“間或”地產(chǎn)生較為嚴重的縮孔缺陷。3壓邊澆冒口鑄造工藝的特點經(jīng)過對圖2、圖3所示兩種原鑄造工藝方案的縮孔(松)缺陷成因分析研究后，我們采用了圖4所示的澆口——冒口合一的壓邊澆冒口鑄造工藝方案，經(jīng)生產(chǎn)實踐表明，圖4所示的鑄造工藝有效地克服了該行星架缺陷（A~H處）的縮孔(松)缺陷。經(jīng)過我們總結(jié)分析后、認為圖4