大型葉輪鑄造生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及大型鑄造件生產(chǎn)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種大型葉輪鑄造生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]疏浚泥栗是固液兩相流栗的一種應(yīng)用形式，是水力輸送式挖泥船的關(guān)鍵設(shè)備，主要用于河湖清淤、港口航道建設(shè)等基礎(chǔ)設(shè)施工程中。葉輪則是疏浚泥栗最關(guān)鍵的零件，其設(shè)計(jì)質(zhì)量好壞直接關(guān)系到泥栗工作性能的優(yōu)劣、疏浚效率的高低和使用壽命的長短。盡管近幾年來國內(nèi)疏浚事業(yè)有了蓬勃的發(fā)展，但目前國內(nèi)大中型水力式挖泥船的關(guān)鍵設(shè)備如泥栗等還依賴于進(jìn)口或仿制，國內(nèi)現(xiàn)有的普通鑄造方法所得到的大型葉輪多存在裂紋、表面光潔度差、硬度不達(dá)標(biāo)、質(zhì)量不合格。
[0003]針對以上，如何通過現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)，通過生產(chǎn)工藝改進(jìn)，使用現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備，在生產(chǎn)成本不調(diào)整的情況下得到大型葉輪，并且使大型葉輪具有無裂紋、表面光潔度好、硬度及強(qiáng)度均超過同類產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明提供了一種大型葉輪鑄造生產(chǎn)方法，采用高鉻鑄鐵進(jìn)行熔鑄，其按照重量，采用以下組分進(jìn)行配比:碳:2.4-3.2;硅:0.5-1.0;錳:0.5-2.0;磷:0.05-0.08;硫:0.05-0.08;鉻:16-18;鉬:0.6-3.0;鎳:2.0-2.5;銅:I.0-1.2，鐵:75-90，以上所述組分配比時(shí)需達(dá)到100%。
[0005]如上所述的大型葉輪，其鑄造生產(chǎn)方法在現(xiàn)有鑄造工藝的基礎(chǔ)上改進(jìn)如下:
[0006](I)鑄件設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使其拐角處圓角過渡，避免直角設(shè)計(jì)；
[0007](2)在鑄型用型砂中加鋸末，型砂與鋸末比例為9:1;在型芯中加焦炭，其比例為10:1;通過以上來改善砂型或型芯的退讓性和透氣性；
[0008](3)通過將以上混合物融化，快速澆筑到鑄造模具內(nèi)，所述的模具內(nèi)部設(shè)有冒口，澆筑時(shí)間不得超過5分鐘；
[0009](4)鑄鋼件的壁厚不能小于8mm，澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)力求簡單、且截面尺寸大;鑄造過程中采用干鑄型或熱鑄型，適當(dāng)提高澆注溫度，一般為1520°?1600°C，澆注溫度比其熔點(diǎn)高出100°C;
[0010](5)通過冷卻水循環(huán)來降溫，在葉輪軸頭上方的冒口上纏繞冷卻水管，在澆筑冷卻過程中，使用熱電偶，在鑄件的葉片，上下蓋板，葉輪軸頭兩側(cè)，距離實(shí)體ICM的位置，精確測量鑄件不同部位在凝固過程中溫度變化的實(shí)際數(shù)值，根據(jù)鑄件凝固時(shí)的溫度變化，調(diào)整冷卻水的流速，使得整體降溫速度接近均勻。
[0011]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明通過以上配比及工藝所得到的大型葉輪無裂紋、表面光潔度高、硬度強(qiáng)、品質(zhì)好，可將高鉻鑄鐵應(yīng)用于形狀復(fù)雜、重量較大的鑄造零件上，并可以有效提高鑄件的韌性，所得到的產(chǎn)品可成功應(yīng)用至挖泥船。
【附圖說明】
[0012]附圖1為大型葉輪主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]附圖2為圖1中A-A截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]附圖中:1、鑄件，2、葉輪軸頭，3、冒口，4、冷卻水管。
【具體實(shí)施方式】
[0015]通過上述步驟講解，本發(fā)明再將實(shí)施例列出，使本發(fā)明的工藝特征及優(yōu)點(diǎn)更加明顯。
[0016]實(shí)施例:采用高鉻鑄鐵進(jìn)行熔鑄，其按照重量，采用以下組分進(jìn)行配比:碳:2.5 ;硅:0.8;錳:I;磷:0.06;硫:0.06;鉻:17;鉬:2.5;鎳:2.2;銅:I，鐵:72.88，以上所述組分配比時(shí)需達(dá)到100 %。
[0017]如上所述的大型葉輪，其鑄造生產(chǎn)方法如下:
[0018](I)鑄件設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使其拐角處圓角過渡，避免直角設(shè)計(jì)，其作用是為了防止鑄鋼件產(chǎn)生縮孔、縮松、氣孔和裂紋缺陷；
[0019](2)在鑄型用型砂中加鋸末，型砂與鋸末比例為9:1;在型芯中加焦炭，其比例為10:1;由于鑄鋼的收縮大大超過鑄鐵，為防止鑄件出現(xiàn)縮孔、縮松缺陷，在鑄型用型砂中加鋸末、在型芯中加焦炭、來改善砂型或型芯的退讓性和透氣性；
[0020](3)通過將以上混合物融化，快速澆筑到鑄造模具內(nèi)，所述的模具內(nèi)部設(shè)有冒口，澆筑時(shí)間不得超過5分鐘，避免時(shí)間過長，鋼液因溫度的降低而導(dǎo)致流動(dòng)性差，在成型末端產(chǎn)生氣孔、缺陷；
[0021](4)由于鋼液的流動(dòng)性差，為防止鑄鋼件產(chǎn)生冷隔和澆注不足，鑄鋼件的壁厚不能小于8mm;澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)力求簡單、且截面尺寸大;鑄造過程中采用干鑄型或熱鑄型，適當(dāng)提高澆注溫度，一般為1520°?1600°C，因?yàn)闈沧囟雀?，鋼水的過熱度大、保持液態(tài)的時(shí)間長，流動(dòng)性可得到改善，但是澆溫過高，會(huì)引起晶粒粗大、熱裂、氣孔和粘砂等缺陷，因此一般小型、薄壁及形狀復(fù)雜的鑄件，其澆注溫度約為鋼的熔點(diǎn)溫度+150°C;大型、厚壁鑄件的澆注溫度比其熔點(diǎn)高出100 °C左右；
[0022](5)通過冷卻水循環(huán)來降溫，在葉輪軸頭2上方的冒口 3上纏繞冷卻水管4，在澆筑冷卻過程中，使用熱電偶，在鑄件I的葉片，上下蓋板，軸頭兩側(cè)，距離實(shí)體ICM的位置，精確測量鑄件I不同部位在凝固過程中溫度變化的實(shí)際數(shù)值，根據(jù)鑄件I凝固時(shí)的溫度變化，調(diào)整冷卻水的流速，使得整體降溫速度接近均勻，附圖為冷卻水管4纏繞在冒口3處的冷卻方式，通過調(diào)節(jié)冷卻水管4內(nèi)液體的流速來調(diào)節(jié)鑄件的冒口 3處的冷卻速度，避免在冒口 3與鑄件結(jié)合處出現(xiàn)應(yīng)力集中而導(dǎo)致鑄件裂紋；
[0023]本發(fā)明通過以上配比及工藝所得到的大型葉輪無裂紋、表面光潔度高、硬度強(qiáng)、品質(zhì)好，通過以上工藝改進(jìn)可將高鉻鑄鐵應(yīng)用于形狀復(fù)雜、重量較大的鑄造零件上，并可以有效提高鑄件的韌性，所得到的產(chǎn)品可成功應(yīng)用至挖泥船等大型清淤設(shè)備上。
[0024]以上是做為本行業(yè)技術(shù)人員對本
【發(fā)明內(nèi)容】
的具體實(shí)施例，任何本行業(yè)技術(shù)人員在該
【發(fā)明內(nèi)容】
的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改所得到的效果是顯而易見的，所以，任何依照本發(fā)明為技術(shù)基礎(chǔ)所作出的改變都應(yīng)劃為本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種大型葉輪鑄造生產(chǎn)方法，其特征在于:采用高鉻鑄鐵進(jìn)行熔鑄，其按照重量，采用以下組分進(jìn)行配比:碳:2.4-3.2 ;硅:0.5-1.0 ;錳:0.5-2.0 ;磷:0.05-0.08;硫:0.05-0.08;鉻:16-18;鉬:0.6-3.0;鎳:2.0-2.5;銅:1.0-1.2，鐵:75-90，以上所述組分配比時(shí)需達(dá)到100 %。2.如權(quán)利要求1所述的大型葉輪鑄造生產(chǎn)方法，其特征在于:其鑄造生產(chǎn)方法如下: (1)鑄件設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使其拐角處圓角過渡，避免直角設(shè)計(jì)； (2)在鑄型用型砂中加鋸末，型砂與鋸末比例為9:1;在型芯中加焦炭，其比例為10:1;通過以上來改善砂型或型芯的退讓性和透氣性； (3)通過將以上混合物融化，快速澆筑到鑄造模具內(nèi)，所述的模具內(nèi)部設(shè)有冒口，澆筑時(shí)間不得超過5分鐘； (4)鑄鋼件的壁厚不能小于8_，澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)力求簡單、且截面尺寸大;鑄造過程中采用干鑄型或熱鑄型，適當(dāng)提高澆注溫度，一般為1520°?1600°C，澆注溫度比其熔點(diǎn)高出100oC； (5)通過冷卻水循環(huán)來降溫，在葉輪軸頭上方的冒口上纏繞冷卻水管，在澆筑冷卻過程中，使用熱電偶，在鑄件的葉片，上下蓋板，葉輪軸頭兩側(cè)，距離實(shí)體ICM的位置，精確測量鑄件不同部位在凝固過程中溫度變化的實(shí)際數(shù)值，根據(jù)鑄件凝固時(shí)的溫度變化，調(diào)整冷卻水的流速，使得整體降溫速度接近均勻。
【專利摘要】本發(fā)明涉及大型鑄造件生產(chǎn)領(lǐng)域，公開了一種大型葉輪鑄造生產(chǎn)方法。其采用以下組分進(jìn)行配比：碳：2.4-3.2；硅：0.5-1.0；錳：0.5-2.0；磷：0.05-0.08；硫：0.05-0.08；鉻：16-18；鉬：0.6-3.0；鎳：2.0-2.5；銅：1.0-1.2，鐵：75-90。其鑄造生產(chǎn)方法改進(jìn)如下：(1)鑄件設(shè)計(jì)時(shí)，避免直角設(shè)計(jì)；(2)在鑄型用型砂中加鋸末，在型芯中加焦炭；(3)快速澆筑到鑄造模具內(nèi)；(4)鑄鋼件的壁厚不能小于8mm，溫度一般為1520°～1600℃；(5)通過冷卻水循環(huán)來降溫使得整體降溫速度接近均勻。本發(fā)明所得到的大型葉輪無裂紋、表面光潔度高、硬度強(qiáng)、品質(zhì)好。
【IPC分類】B22C9/28, B22C9/02, C22C37/10, B22C1/02
【公開號】CN105598395
【申請?zhí)枴緾N201610089941
【發(fā)明人】莊青松, 楊文臣, 付金明
【申請人】河北海鯤機(jī)械設(shè)備有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2016年2月3日