鑄鋼件閥門滲漏的原因與防止措施

【上海制發(fā)閥門訊】

   閥門廣泛應(yīng)用于化工、食品、醫(yī)藥、電力及其他行業(yè)。根據(jù)使用工況、輸送系統(tǒng)工藝要求及輸送介質(zhì)的不同，閥門的材質(zhì)及規(guī)格型號(hào)也不一樣，種類十分繁多。隨著現(xiàn)代生產(chǎn)工藝技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)閥門的質(zhì)量要求也越來(lái)越高。閥門因其結(jié)構(gòu)的特殊性，在鑄造過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生各種各樣的鑄造缺陷，比如氣孔、縮孔、縮松等質(zhì)量缺陷，最終導(dǎo)致閥門出現(xiàn)滲漏。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，閥門出現(xiàn)滲漏的原因，大部分是由鑄造過(guò)程中產(chǎn)生的縮孔、縮松兩種鑄造缺陷導(dǎo)致的。本文針對(duì)閥門在鑄造過(guò)程中產(chǎn)生的縮孔、縮松等質(zhì)量缺陷，分析其形成原因，并探討其防止措施，提高閥門鑄件產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量。 

    縮孔、縮松等缺陷是造成閥門滲漏的主要原因。在鑄造生產(chǎn)過(guò)程中，形成的一些鑄造缺陷，導(dǎo)致閥門在使用過(guò)程中產(chǎn)生滲漏，影響其正常使用。研究閥門在鑄造工序中產(chǎn)生質(zhì)量缺陷的原因，并探討其防止措施，提高其鑄造質(zhì)量，滿足行業(yè)的生產(chǎn)工藝需要。 　　

    1 產(chǎn)生縮孔、縮松及氣孔缺陷的原因 　

    我們都知道，鑄件澆注后鋼水在鑄型內(nèi)的冷卻過(guò)程中，要經(jīng)過(guò)三個(gè)階段的收縮：第一階段是液態(tài)收縮，隨著鑄型內(nèi)鋼水溫度的降低，鋼水在形核結(jié)晶之前產(chǎn)生的收縮；第二階段是凝固收縮，鋼水形核結(jié)晶后到完全凝固之前產(chǎn)生的收縮；第三階段是固態(tài)收縮，鋼水完全凝固后，隨著鑄件溫度降低形成的體收縮。經(jīng)研究分析，鑄件的縮孔、縮松缺陷主要是在鑄件的凝固收縮過(guò)程中形成的。當(dāng)鑄造工藝中，澆注系統(tǒng)及補(bǔ)縮冒口設(shè)置不合理，不能對(duì)鑄件的熱節(jié)及時(shí)補(bǔ)縮時(shí)，就會(huì)在鑄件的熱節(jié)處形成縮孔或縮松對(duì)于閥門來(lái)說(shuō)，因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，熱節(jié)點(diǎn)較多，同時(shí)熱節(jié)點(diǎn)不利于冒口的設(shè)置，所以縮孔、縮松是閥門最容易產(chǎn)生的鑄造缺陷。 　　

    在鑄件的凝固過(guò)程中，液態(tài)收縮的程度與澆注溫度有關(guān)系，澆注溫度越高，鋼水體積膨脹越大，反之收縮越大。通常情況下，在確保充型的前提下，要盡量降低澆注溫度。而凝固收縮主要是受合金成分的影響。例如，在其余成分相同的情況之下，如果碳和硅的含量越大，那么收縮就會(huì)越小，而當(dāng)錳和硫的含量比較大時(shí)，收縮量也會(huì)比較大。固態(tài)收縮是鑄件完全凝固后，隨著溫度的降低而產(chǎn)生的收縮，對(duì)于縮孔、縮松鑄造缺陷的出現(xiàn)沒有影響。經(jīng)研究，鑄件的縮孔、縮松鑄造缺陷主要在凝固收縮階段形成的。            

    2 縮孔、縮松缺陷容易產(chǎn)生的部位 　

    鑄件最后冷卻部位，通常是鑄件的熱節(jié)點(diǎn)，是最容易出現(xiàn)縮孔、縮松缺陷的地方。對(duì)于閥門來(lái)說(shuō)，位于閥體鑄件凸臺(tái)以及鑄體法蘭盤和管體連接處的熱結(jié)部位，由于這些部位散熱條件較差，當(dāng)最終凝固時(shí)出現(xiàn)缺陷�！�

    3 防止措施 　

    要想徹底解決閥門在鑄造過(guò)程中出現(xiàn)縮孔、縮松等質(zhì)量缺陷的問(wèn)題，首先就需要從鑄造工藝設(shè)計(jì)著手，選定鑄造工藝方案，優(yōu)化鑄造工藝設(shè)計(jì)。具體解決措施有以下幾種方法： 　

    3.1 優(yōu)化冒口設(shè)計(jì) 　

    原鑄造工藝方法中：設(shè)計(jì)的冒口是采用明冒口，澆注后加高效發(fā)熱保溫覆蓋劑。由于冒口根部較博，導(dǎo)致鋼水沒有補(bǔ)縮通道，影響了正常補(bǔ)縮，導(dǎo)致澆注的閥門鑄件仍然出現(xiàn)縮孔、縮松缺陷。冒口的優(yōu)化設(shè)計(jì)，仍然是在閥門的法蘭盤上設(shè)置冒口，且優(yōu)先選用高效發(fā)熱保溫冒口。澆注后，冒口燃燒發(fā)出大量的熱，對(duì)冒口內(nèi)的鋼水進(jìn)行二次加熱，促進(jìn)順序凝固，加大冒口對(duì)鑄件的補(bǔ)縮能力。將法蘭盤上存在的縮孔、縮松缺陷引入冒口中，解決閥門存在的質(zhì)量缺陷問(wèn)題。 

    3.2 鑄造冷鐵的選用 　

    鑄型下型中，在閥門的法蘭盤、凸臺(tái)上以及閥體中部設(shè)置外冷鐵，縮短冒口的有效補(bǔ)縮距離，避免在閥體中部產(chǎn)生縮松區(qū)，影響閥門質(zhì)量。 　

    3.3 貼邊的設(shè)計(jì) 　

    鑄型上型中，在保溫冒口下的法蘭盤上設(shè)置貼邊，加強(qiáng)鑄件的順序凝固，同時(shí)保證冒口內(nèi)的鋼水有補(bǔ)縮通道對(duì)閥門的熱節(jié)進(jìn)行有效補(bǔ)縮。 　

    3.4 內(nèi)澆道位置的優(yōu)化 

    內(nèi)澆口的位置對(duì)于鑄件缺陷的產(chǎn)生具有十分大的影響。對(duì)于閥門來(lái)說(shuō)，應(yīng)在法蘭盤和凸臺(tái)上都開設(shè)內(nèi)澆道，且內(nèi)澆道應(yīng)開設(shè)在下型上，澆注過(guò)程中保證鑄件平穩(wěn)充型，避免沖砂和夾渣缺陷的產(chǎn)生。 

    3.5 澆注工藝的優(yōu)化 　　

    澆注工藝涉及的參數(shù)主要是澆注溫度、澆筑時(shí)間、澆注速度以及除渣、引氣操作要求等。澆注溫度低，會(huì)形成澆不滿、冷隔缺陷，澆注溫度過(guò)高會(huì)產(chǎn)生粘砂缺陷，所以澆注過(guò)程中必須嚴(yán)格按照工藝要求控制澆注溫度和澆注速度以及除渣引氣操作要求，避免出現(xiàn)其他鑄造缺陷。 

通過(guò)采取以上這些措施，基本解決了閥門鑄件的縮孔、縮松問(wèn)題，閥門產(chǎn)品的質(zhì)量得到顯著的提高。 　

    4 結(jié)語(yǔ) 　

    綜上所述，鑄鋼件閥體有兩個(gè)部位比較容易出現(xiàn)縮孔、縮松的缺陷：法蘭盤和閥體連接處，閥體凸臺(tái)處。而針對(duì)這些缺陷采取了相應(yīng)的防止措施，具體包括：優(yōu)化鑄件澆冒口設(shè)計(jì)、冷鐵的選用、澆注工藝的規(guī)范化等。除此以外，為了防止出現(xiàn)縮孔、縮松以及其他鑄造缺陷，生產(chǎn)過(guò)程中，必須嚴(yán)格執(zhí)行生產(chǎn)工藝，這樣才能提高閥門鑄件產(chǎn)品的整體質(zhì)量。

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