解读消失模铸造大口径球墨铸铁管件的关键。

2020-11-04 15:32:14

球墨铸铁管及管件具有三个功能：

⑴ 对管线实现小口径大流量；

⑵ 对管线实现高压远距离输送；

⑶ 防止管线爆管；出口球墨铸铁管件要求表面质量高；几何尺寸严；单件水压试验达2.5MPa；

消失模铸造球墨铸铁管件生产工艺具有生产周期短、工艺先进、表面质量好（其管件表面粗糙度达12.5μm）等特点。同时，消失模铸造投资少，见效快，应用范围广泛等特点。消失模铸造是一种几乎没有加工余量，且能精确成型的铸造工艺。容易实现清洁、批量化生产，特别是球墨铸铁管件因规格品种多、供货周期短,交货期急,更适合采用消失模铸造工艺生产,我公司成功地为河北、山东、山西四家铸管企业整体设计，全方位服务。为生产企业铸造出符合国际标准和国家标准的球墨铸铁管件。本文通过在生产实践中对大口径球墨铸铁管件泡沫原材料选型、发泡成型控制、泡沫模样组装、泡沫模样涂挂、浇注系统设计,辅助支撑设计、熔炼浇注等控制确保产品生产质量符合技术要求。

1、消失模铸造大口径球墨铸铁管件的一般工艺流程

（1）制作泡塑白模，组合浇注系统，气化模表面刷、喷特制涂料并烘干；

（2）将特制砂箱置于振动工作台上，填入底砂（干砂）振实，刮平，将烘干的泡沫模样放于底砂上，填满干砂（边填砂边振实）；

（3）用农用塑料薄膜覆盖，放上浇口杯，接真空系统抽真空，干砂紧固成型后，进行浇注，泡沫模样气化，金属液取代其位置；

（4）继续抽真空，待铸件冷凝后翻箱，从松散的干砂中取出铸件；

（5）落砂,抛丸,切割浇冒口；

（6）清理打磨,加工,水压检验；

（7）内外防腐；

（8）包装堆放。

2、大口径球墨铸铁管件消失模铸造工艺参数选定

2.1 泡沫模样

泡沫模样材料采用普通的EPS发泡成型。为保证泡沫模样尺寸精度与刚性，减少多次拼接造成误差和变形的原则，大口径球墨铸铁管件的泡沫模样一般由四个部位组成（承口部位、插口部位、管体部位、法兰部位），用冷胶粘结成形。考虑到铸件尺寸较大，在上涂料和造型时模样将会承受到较大的作用力，泡沫模样密度取0.022g/cm3-0.024g/cm3。浇注系统选用0.020g/cm3泡沫塑料（EPS）板材制作。如图一大口径球墨铸铁管件泡沫模样。

2.2 浇注系统

铸件在砂箱中可以有不同的放置位置，可采用底注式、侧注式、顶注式、阶梯式等不同的浇注方式，这些浇注方式各有各的特点。浇注系统的设置要考虑到模样在砂箱中摆放的状态，原则是便于填砂紧实，形成合适的疑固方式，本着方便金属液充型和热解产物顺利排出，防止铸型溃散塌箱及粘砂、变型等缺陷，有利于造型时填充型砂。我们根据铸件的结构特点和多年现场生产经验，分别设计了几种浇注系统方案，我们根据管件在砂箱中的具体状态来确定浇注形式：一般采用阶梯式、中注式或顶注式。横浇道和内浇道在管件管体内壁或承口（或法兰）端面；直浇道设在横浇道的交叉处。直浇道：横浇道：内浇道=1：（4-6）:（1-2）。

2.3 涂料

消失模铸造涂料用浸涂法施涂，有生产效率高，节省涂料、涂层均匀等优点。但由于泡沫模样密度小（与涂料密度相差几十倍），且本身强度又很低，浸涂时浮力大，因此仅适用于模样可浸入或半浸入涂料中的中小型管件。大口径管件泡沫塑料模样，只能用喷淋、刷涂、淋涂的方法施涂。为此，我们在涂料槽底部加装一泥浆泵，联接上喷淋管，使涂料可源源不断的从管口流出，具有喷淋功能。上涂料时，通过翻转模样，将涂料喷淋到各个部位。泥浆泵及其管路，还起着对槽中涂料进行循环搅拌作用。涂层厚度控制在1.0-1.5mm。由于泡沫模样在施涂过程中需翻转，而且要多人合作完成，浇注系统容易碰掉或损坏。因此，我们把模样及浇注系统分开上涂料，烘干后再组装起来，并进行必要的修补、烘干，供浇注用。模样的烘干温度为45℃±5℃。

2.4 造型

砂箱的负压抽气方式我们采用的是底抽和侧抽相结合的方式。干砂选用海砂，粒度为20/40目，采用雨淋式加砂与柔性加砂相结合的加砂方式。这样可以避免对模型造成强烈的冲刷，损坏泡沫模样和涂料层。加砂方式采用雨淋式加砂为主，柔性加砂为辅。采用可变频的三维振实台来造型装箱。

2.5　管件防变形

消失模铸造球墨铸铁管件易变形。造成变形的主要在制模、涂料、填砂造型等工序上。致使管件几何尺寸不符合标准尺寸。对于大口径球墨铸铁管件更容易产生变形。所以采用树脂砂圆环支撑的办法解决变形或组合采用内加支撑环，外部加入支撑钢带的复合措施来防止。

2.6　熔化和浇注

根据ISO2531标准规定；球墨铸铁管件材质一般选择QT450-10，铁水熔炼和炉前孕育处理工艺完全按QT450-10材质控制。考虑到消失模铸造工艺铸件在干砂中冷却较慢，我们对铁水做了适当的合金化。对消失模铸造来说，由于泡沫模样的存在，浇注过程中会消耗一定的热量，因此消失模铸造的浇注温度一般比普通砂型铸造要高。管件规格型号不同、壁厚不同，浇注温度也不同。由于大口径球墨铸铁管件轮廓尺寸较大，属于薄壁类铸件，要求浇注温度要高，但是在负压的作用下高温铁水易渗入型砂中造成铸件表面粘砂形成粘砂缺陷。我们根据具体的管件规格型号确定浇注温度；一般浇注温度控制在1420℃～1460℃。浇注时保证直浇道始终处于充满的状态.浇注时真空度控制在-0.040MPa～-0.045MPa，浇注时间控制在45～60秒。浇注完毕的保压时间控制在20-25分钟；浇注完毕的真空度控制在-0.025～-0.030Mpa.出箱时间：120～150分钟。如图二大口径球墨铸铁管件。

作者：山东谦成消失模科技有限公司