球鐵管件鐵型覆砂鑄造工藝設(shè)計(jì)與研究

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1、球鐵管件鐵型覆砂鑄造工藝設(shè)計(jì)與研究?吳成玉(國(guó)營(yíng)扎蘭屯紙漿廠內(nèi)蒙扎蘭屯市162650)吳振(大連開(kāi)發(fā)區(qū)永誠(chéng)機(jī)電設(shè)備有限公司大連市116000)???【摘要】本文根據(jù)球鐵管件技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際通用化和需求批量化的特點(diǎn)，針對(duì)國(guó)內(nèi)管件鑄造工藝落后的狀況，提出采用組合模具的鐵型覆砂鑄造工藝生產(chǎn)球鐵管件，便于組織專(zhuān)業(yè)化、機(jī)械化流水線快速生產(chǎn)，能夠明顯提高鑄件外觀和內(nèi)在質(zhì)量，有效降低生產(chǎn)成本，具有優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、降耗的顯著優(yōu)點(diǎn)，是一項(xiàng)先進(jìn)的綠色環(huán)保鑄造技術(shù)。???【關(guān)鍵詞】球鐵管件、鐵型覆砂鑄造工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)線布置。?1前言?球鐵管件是一種需求量大，品種繁多的管道工程用鑄件，目前

2、各國(guó)雖有本國(guó)的管件技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但大多都趨向于采用國(guó)際IS02531標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工，因此大多數(shù)鑄造廠家基本上都按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求鑄造生產(chǎn)各種管件。就國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)而言就有34個(gè)類(lèi)別，涵蓋2000多個(gè)規(guī)格，管件直徑為DN80一DN2600mm，其中常用管件直徑為DN80一DNl200mm，占全部管件總量的67％。復(fù)蓋17個(gè)類(lèi)別，1300多個(gè)規(guī)格。?目前國(guó)內(nèi)各類(lèi)管件的生產(chǎn)方式主要有濕型鑄造，水玻璃砂和樹(shù)脂砂鑄造，也有一少部分是消失模鑄造。其中DN350mm以下的小型管件采用濕型鑄造，DN400一DN2600mm的大中型管件采用水玻璃砂和樹(shù)脂砂鑄造。管件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是體積大，管壁薄，

3、鑄件生產(chǎn)時(shí)砂鐵比大，據(jù)初步測(cè)算，用水玻璃砂生產(chǎn)1噸管件需要6噸型砂，造型方法多數(shù)是手工造型，而且以刮板造型居多數(shù)，工藝落后，質(zhì)量低劣，效益不高，據(jù)查國(guó)內(nèi)管件鑄造行業(yè)鑄件廢品率高達(dá)15—20％，嚴(yán)重影響經(jīng)濟(jì)效益的提高和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，因此管件鑄造行業(yè)面臨迫切需要對(duì)傳統(tǒng)鑄造工藝進(jìn)行技術(shù)改造的任務(wù)，應(yīng)不斷采用先進(jìn)技術(shù)，生產(chǎn)高質(zhì)量的鑄件，以適應(yīng)我國(guó)加入WTO后所面臨的激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和挑戰(zhàn)。同時(shí)當(dāng)前最為迫切的是應(yīng)由行業(yè)主管部門(mén)進(jìn)行行業(yè)規(guī)劃和結(jié)構(gòu)調(diào)整，對(duì)全國(guó)數(shù)百家管件生產(chǎn)廠各自為戰(zhàn)重復(fù)生產(chǎn)的狀態(tài)，進(jìn)行科學(xué)指導(dǎo)，宏觀調(diào)控，做好管件產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)調(diào)整和專(zhuān)業(yè)分工，在行業(yè)內(nèi)部形成各有側(cè)重，分工合

4、理，競(jìng)爭(zhēng)有序的局面。事實(shí)上哪個(gè)管件廠也不可能生產(chǎn)上千種管件產(chǎn)品，各工廠只有按品種區(qū)段分工，進(jìn)行協(xié)調(diào)作戰(zhàn)，不搞重復(fù)生產(chǎn)，才能減少工裝模具費(fèi)用，以便集中力量搞工裝標(biāo)準(zhǔn)化和機(jī)械化生產(chǎn)，例如對(duì)DN80一DN350mm的小型管件應(yīng)采取機(jī)械造型；對(duì)DN400一DNl000mm的中型管件采取鐵型覆砂或樹(shù)脂砂造型；對(duì)DNl100一DN2600mm的大型管件采取水玻璃砂造型。只有在明確分工后，才能有所側(cè)重，匯集重點(diǎn)產(chǎn)品，形成批量生產(chǎn)，達(dá)到規(guī)?；?jīng)營(yíng)，逐漸實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)，這樣既提高了企業(yè)本身的生產(chǎn)技術(shù)水平，又強(qiáng)化了管件行業(yè)的總體優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。本文重點(diǎn)對(duì)中型管件采用鐵型覆砂鑄造技術(shù)

5、的研究情況作一簡(jiǎn)要介紹。?2鐵型覆砂鑄造簡(jiǎn)述?鐵型覆砂鑄造技術(shù)在國(guó)外早有研究應(yīng)用，1955年由美國(guó)鑄鐵管公司研究成功并用mono—cast法生產(chǎn)離心鑄管。后來(lái)我國(guó)一些科研單位和工廠也相繼研究采用鐵型覆砂鑄造工藝生產(chǎn)球鐵曲軸，凸輪軸，閥體，水泵殼等鑄件取得成功并廣泛應(yīng)用。?鐵型覆砂鑄造是在鑄造粗成形的鐵型內(nèi)腔(芯鐵)表面覆上一層很薄的樹(shù)脂砂襯所形成的鑄型澆注的鑄件。這項(xiàng)工藝主要優(yōu)點(diǎn)是鐵型表面覆上一層樹(shù)脂砂襯后的鑄型，在澆注時(shí)的工作條件大為改善，能夠有效的承受高溫鐵液的熱沖擊，型內(nèi)的最高溫度可由600℃降低到200℃左右，鐵型厚度方向上的溫度梯度也大為降低，鐵型的熱應(yīng)力

6、明顯降低，這對(duì)提高鐵型的使用壽命非常有利，使用壽命可高達(dá)十幾萬(wàn)次。同時(shí)由于鐵型覆砂的鑄型有足夠的強(qiáng)度和剛度，覆砂層硬度高(90以上)，可避免鑄件出現(xiàn)脹砂、沖砂等缺陷，可生產(chǎn)重量較大的鑄件。對(duì)于球鐵可充分利用鐵液凝固時(shí)石墨膨脹的特性，消除縮孔，縮松等缺陷。本工藝是在覆砂造型機(jī)上對(duì)準(zhǔn)鐵型射砂孔射砂造型，是在0．4Mpa壓縮空氣下，利用顆粒動(dòng)力學(xué)方法的氣砂兩相的動(dòng)能作用，使射砂筒內(nèi)射人鐵型內(nèi)腔的砂流連續(xù)、稠密，在短時(shí)間受熱硬化，因此使覆砂層的硬度大且均勻，澆注后可獲得比普通砂型鑄件表面光潔，(粗糙度可達(dá)Ral2．5左右)尺寸精確(CT6—7級(jí))內(nèi)部組織致密的鑄件。而且由于

7、覆砂層的絕熱性能，并且型腔又有一定的預(yù)熱溫度，完全可以在鐵型覆砂條件下生產(chǎn)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的鑄態(tài)鐵索體管件。此工藝可與樹(shù)脂砂和消失模鑄造相媲美?？杀人Ａ肮伟逶煨吞岣呱a(chǎn)效率10倍以上，降低廢品率10％以上，在標(biāo)準(zhǔn)允許的情況下可減輕鑄件重量10％以上，減少工人25—30％，降低生產(chǎn)成本10％以上，管件后處理工作量減少70％，型砂用量減少80％，水壓試驗(yàn)合格率高達(dá)98％以上，由于大大減少了型砂處理量，使車(chē)間的環(huán)境粉塵污染明顯改善，是一項(xiàng)先進(jìn)的綠色環(huán)保鑄造技術(shù)。?3鐵型覆砂鑄造工藝設(shè)計(jì)?3．1鐵型的通用性問(wèn)題?在產(chǎn)品定型、批量生產(chǎn)的條件下，為減少鐵型制造費(fèi)用，在采用快