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铸钢件阀门渗漏的原因与防止措施

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-09-29  来源:网络  浏览次数:39
  摘 要:阀门广泛应用于化工、食品、医药、电力及其他行业。根据使用工况、输送系统工艺要求及输送介质的不同,阀门的材质及规格型号也不一样,种类十分繁多。随着现代生产工艺技术的不断进步,对阀门的质量要求也越来越高。阀门因其结构的特殊性,在铸造过程中会产生各种各样的铸造缺陷,比如气孔、缩孔、缩松等质量缺陷,最终导致阀门出现渗漏。根据统计,阀门出现渗漏的原因,大部分是由铸造过程中产生的缩孔、缩松两种铸造缺陷导致的。本文针对阀门在铸造过程中产生的缩孔、缩松等质量缺陷,分析其形成原因,并探讨其防止措施,提高阀门铸件产品的内在质量。
  关键词:阀门铸造;渗漏;原因;防治措施
  缩孔、缩松等缺陷是造成阀门渗漏的主要原因。在铸造生产过程中,形成的一些铸造缺陷,导致阀门在使用过程中产生渗漏,影响其正常使用。研究阀门在铸造工序中产生质量缺陷的原因,并探讨其防止措施,提高其铸造质量,满足行业的生产工艺需要。
  1 产生缩孔、缩松及气孔缺陷的原因
  我们都知道,铸件浇注后钢水在铸型内的冷却过程中,要经过三个阶段的收缩:第一阶段是液态收缩,随着铸型内钢水温度的降低,钢水在形核结晶之前产生的收缩;第二阶段是凝固收缩,钢水形核结晶后到完全凝固之前产生的收缩;第三阶段是固态收缩,钢水完全凝固后,随着铸件温度降低形成的体收缩。经研究分析,铸件的缩孔、缩松缺陷主要是在铸件的凝固收缩过程中形成的。当铸造工艺中,浇注系统及补缩冒口设置不合理,不能对铸件的热节及时补缩时,就会在铸件的热节处形成缩孔或缩松对于阀门来说,因其结构复杂,热节点较多,同时热节点不利于冒口的设置,所以缩孔、缩松是阀门最容易产生的铸造缺陷。
  在铸件的凝固过程中,液态收缩的程度与浇注温度有关系,浇注温度越高,钢水体积膨胀越大,反之收缩越大。通常情况下,在确保充型的前提下,要尽量降低浇注温度。而凝固收缩主要是受合金成分的影响。例如,在其余成分相同的情况之下,如果碳和硅的含量越大,那么收缩就会越小,而当锰和硫的含量比较大时,收缩量也会比较大。固态收缩是铸件完全凝固后,随着温度的降低而产生的收缩,对于缩孔、缩松铸造缺陷的出现没有影响。经研究,铸件的缩孔、缩松铸造缺陷主要在凝固收缩阶段形成的。
  2 缩孔、缩松缺陷容易产生的部位
  铸件最后冷却部位,通常是铸件的热节点,是最容易出现缩孔、缩松缺陷的地方。对于阀门来说,位于阀体铸件凸台以及铸体法兰盘和管体连接处的热结部位,由于这些部位散热条件较差,当最终凝固时出现缺陷。需要
  3 防止措施
  要想彻底解决阀门在铸造过程中出现缩孔、缩松等质量缺陷的问题,首先就需要从铸造工艺设计着手,选定铸造工艺方案,优化铸造工艺设计。具体解决措施有以下几种方法:
  3.1 优化冒口设计
  原铸造工艺方法中:设计的冒口是采用明冒口,浇注后加高效发热保温覆盖剂。由于冒口根部较博,导致钢水没有补缩通道,影响了正常补缩,导致浇注的阀门铸件仍然出现缩孔、缩松缺陷。冒口的优化设计,仍然是在阀门的法兰盘上设置冒口,且优先选用高效发热保温冒口。浇注后,冒口燃烧发出大量的热,对冒口内的钢水进行二次加热,促进顺序凝固,加大冒口对铸件的补缩能力。将法兰盘上存在的缩孔、缩松缺陷引入冒口中,解决阀门存在的质量缺陷问题。
  3.2 铸造冷铁的选用
  铸型下型中,在阀门的法兰盘、凸台上以及阀体中部设置外冷铁,缩短冒口的有效补缩距离,避免在阀体中部产生缩松区,影响阀门质量。
  3.3 贴边的设计
  铸型上型中,在保温冒口下的法兰盘上设置贴边,加强铸件的顺序凝固,同时保证冒口内的钢水有补缩通道对阀门的热节进行有效补缩。
  3.4 内浇道位置的优化
  内浇口的位置对于鑄件缺陷的产生具有十分大的影响。对于阀门来说,应在法兰盘和凸台上都开设内浇道,且内浇道应开设在下型上,浇注过程中保证铸件平稳充型,避免冲砂和夹渣缺陷的产生。
  3.5 浇注工艺的优化
  浇注工艺涉及的参数主要是浇注温度、浇筑时间、浇注速度以及除渣、引气操作要求等。浇注温度低,会形成浇不满、冷隔缺陷,浇注温度过高会产生粘砂缺陷,所以浇注过程中必须严格按照工艺要求控制浇注温度和浇注速度以及除渣引气操作要求,避免出现其他铸造缺陷。
  通过采取以上这些措施,基本解决了阀门铸件的缩孔、缩松问题,阀门产品的质量得到显著的提高。
  4 结语
  综上所述,铸钢件阀体有两个部位比较容易出现缩孔、缩松的缺陷:法兰盘和阀体连接处,阀体凸台处。而针对这些缺陷采取了相应的防止措施,具体包括:优化铸件浇冒口设计、冷铁的选用、浇注工艺的规范化等。除此以外,为了防止出现缩孔、缩松以及其他铸造缺陷,生产过程中,必须严格执行生产工艺,这样才能提高阀门铸件产品的整体质量。
  参考文献:
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  [3]严波,周华民,李德群.基于GLS/SUPG 的三维注射成形充模过程数值模拟[J].华中科技大学学报:自然科学版, 2008(12).
  [4]叶升平,周德钢,郝礼. V 法铸造图片集[M].第1版.武汉:华中科技大学出版社,2011.
 
 
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