污水泵葉輪鑄件氣孔缺陷防止

內(nèi)蒙古五胡泵業(yè)有限公司（烏海 016000）李兆勇 王潤梅 許繼忠

WQd70×10污水泵葉輪，材質(zhì)為HT200，鑄件重量14kg，外形尺寸φ210mm×160mm，鑄件結構如下圖所示。由于鑄件結構的特殊性，2#芯的排氣通道很小，其排氣面積尺寸僅為80mm×20mm，主要鑄件缺陷是氣孔，缺陷位置分布在葉輪進水口的斷面（圖中A處）和鑄件較厚的部位（圖中B處），稍有不慎，澆注的時候還發(fā)生嗆火現(xiàn)象，嚴重影響鑄件質(zhì)量，為消除鑄件的此類缺陷，對其做了詳細的工藝分析，按照制訂的合理工藝措施實施后，基本消除了此類缺陷。

鑄件結構圖

1.葉輪鑄件產(chǎn)生氣孔的原因

我公司現(xiàn)生產(chǎn)工藝為手工濕型造型，粘土砂干型制芯。因該鑄件型腔內(nèi)結構復雜，澆注時鐵液進入型腔后呈紊流狀態(tài)，極易卷入氣體，又因葉輪的2#芯幾乎全部被鐵液包圍，除兩個工藝芯頭支撐小芯外，只有一個20mm×80mm的方形排氣通道，若排氣不暢，高壓氣體就會進入未凝固的鐵液中。該鑄件壁厚差較大，最薄處8mm，最厚處30mm，使得侵入鐵液中的氣體不能在其凝固之前排除，即形成氣孔，嚴重時會發(fā)生嗆火現(xiàn)象，缺陷位置主要分布在圖示中的A、B處。

2.氣孔缺陷防止的工藝改進措施

根據(jù)該鑄件的結構特點分析，此類鑄件缺陷為侵入性氣孔，而在現(xiàn)工藝中，產(chǎn)生氣體的主要成分就是水分和粘結劑，尤其是水分，不但發(fā)氣量大而且發(fā)氣速度最高時的溫度最低。因此，工藝改進的思路是控制型芯發(fā)氣量，提高型芯的透氣能力。通過幾個爐次對澆注情況的觀察，在不改變現(xiàn)有濕型造型的基礎上，提出如下改進工藝措施。

（1）提高型芯砂的透氣能力 增加原砂粒度，將造型用砂粒度由原來的0.106～0.224mm（70/140目），增加到0.154～0.355mm（50/100目），同時提高原砂的均勻度，除去原砂中的泥分、灰分等無效成分，這些措施使得型砂的透氣率由原來的120提高到140，大幅提高了型砂的透氣能力。

（2）減小砂芯發(fā)氣量，延緩發(fā)氣時間 嚴格執(zhí)行芯砂混制工藝，芯砂全部采用新砂，控制膨潤土加入量不大于3%，將制作好的砂芯放置在（200±10）℃的烘干爐內(nèi)烘干不小于1h，讓砂芯徹底干透，減少因水分引起的發(fā)氣量。規(guī)定砂芯出爐后的放置時間不得超過24h，合箱到澆注的時間不得超過12h，防止砂芯返潮。

（3）增加砂芯的排氣通道 制作1#芯時，用1in的薄壁鋼管做芯骨，將其彎曲成葉輪流道形狀的曲線，并在管壁上鉆出φ3mm左右密排分布的小孔，增加砂芯的排氣通道，以利于氣體的排出。制作2#芯時，隨形沿軸向布置上下兩層蠟繩，當砂芯烘干后形成排氣通道。

（4）提高澆注溫度 適當提高澆注溫度，將其控制在1400℃左右，降低鐵液粘度，使鐵液形成外排流向，讓侵入鐵液的氣體有時間上浮排出。

（5）合理設計澆注系統(tǒng) ①增大內(nèi)澆道橫截面積，將澆注系統(tǒng)改為開放式，使鐵液充型時流動平穩(wěn)，減少卷入鐵液中的氣體。將內(nèi)澆口的開設位置放在2#芯排氣孔（圖中A處）的對面，這樣澆注后有利于氣體的順向排出，較小排氣阻力。②在該鑄件的上端面即葉輪的進水口處增設排氣冒口，以利于澆注前期型腔內(nèi)氣體的排出，減小型腔內(nèi)的氣體壓力，防止氣體壓力過大侵入高溫鐵液。在澆注位置對面2#芯的芯頭上端部開溢流冒口，及時充入高溫鐵液，排出溶入氣體的冷鐵液，減少侵入性氣孔的產(chǎn)生。

（6）操作工藝措施 ①造型工藝措施。合理設計澆冒口是解決氣孔缺陷的重要措施之一，澆冒口的開設位置決定了氣孔的形成位置。適當降低型芯的緊實度，尤其是2#芯，同時按鑄型排氣方向扎出排氣通道，以利于氣體的順利排出。②澆注工藝措施。根據(jù)鑄件壁厚情況，采用“先快后慢”的原則，并適當降低澆注速度，為型腔內(nèi)的排氣留出時間，同時當澆注開始后，點燃在冒口處排出的可燃氣體，以減小型腔內(nèi)的氣體壓力。

3.結語

通過以上工藝措施的實施，在生產(chǎn)中由此類缺陷造成的鑄件廢品大大降低，其廢品率控制在5%以下，保證了鑄件正常供給的同時，也取得了良好的經(jīng)濟效益。