[发明专利]一种U型提环类铸钢件的铸造方法

说明书

技术领域

本发明属于机械设备制备技术领域，涉及一种U型提环类铸钢件的铸造方法。

背景技术

提环是石油钻机游吊系统上重要的起吊零件（毛坯为铸钢件），属于低合金铸钢件，零件技术要求包括：①铸件表面进行磁粉探伤，应符合APASPEC 8C《钻井和采油提升设备规范》中第8.4.7条的规定，并达到PSL1级质量要求；②加工表面进行超声波探伤，应符合APA SPEC 8C《钻井和采油提升设备规范》中第8.4.8条的规定，并达到PSL1级质量要求。③提环两端圆环内孔处进行着色探伤，应符合GB9443-88标准B级的规定。

提环外形类似U字型，材料属于低合金铸钢件，截面近似于方形（0.8≦宽厚比≦1.2），属于典型的U型杆状铸钢件，按常规的杆状铸钢件铸造方案：一般采用水平分型、水平造型、水平浇注、根据热节大小采用模数法计算冒口大小，再根据补缩距离设置冒口数量或冷铁，如图3和图5的两种方案。这两种方案铸造出来的提环，经超声波探伤检测，发现提环冒口之间的中心部分存在较大范围的内部组织缺陷，两个孔周围也存在探伤缺陷，一次探伤合格率几乎为零，严重影响产品质量。因此，研究新的解决现有技术铸造U型提环的心部存在组织缺陷的铸造工艺，势在必行。

发明内容

本发明的目的是提供一种U型提环类铸钢件的铸造方法，解决了现有技术中U型提环类杆状铸钢件超声波探伤心部存在组织缺陷，影响探伤合格率的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种U型提环类铸钢件的铸造方法，按照以下步骤实施：

步骤1、设置工艺部位

1.1）提环采用水平中间分型；

1.2）在提环上下表面和两个圆孔内圆表面添加相应的加工余量；

1.3）在两个圆孔处设置砂芯及芯头，在提环两个末端的圆弧处设置一道拉筋；

1.4）在提环最厚处设置一个大明冒口；

1.5）在每个圆孔处设置一个小冒口；

1.6）在提环末端区下底面分别设置一个成型冷铁B；

1.7）在提环上端面设置有一个整体形式的冒口补贴；

1.8）安装阶梯型的浇注装置B；

步骤2、实施铸造：

2.1）按上述的工艺设置，制作提环的模型和芯盒；

2.2）在模型和芯盒中安装好大明冒口、小冒口、浇注装置B和成型冷铁B；

2.3）喷刷涂料，使用铸钢用呋喃树脂砂常用的锆英粉酒精快干涂料涂刷型腔3~4遍；

2.4）合箱，并将合好的砂箱倾斜10°~13°，使得大明冒口在铸件最高点处；

2.5）浇注，浇注温度控制在1570℃~1600℃，先从浇注装置B处进行浇注，浇注时先快后慢，等浇至大明冒口约1/3~1/2处时，停止浇注，在大明冒口中加入保温剂，改为从大明冒口浇注，浇满后点浇2～3次；

2.6）开箱，8~12小时后开箱，采用振动清砂，对提环表面的粘砂和成型冷铁B用机械清除干净，紧接着切割开大明冒口、小冒口、冒口补贴和浇注装置B，即成。

本发明的有益效果是，采用U型提环最厚处（即圆弧处）设置一个大明冒口、末端设置小冒口、冒口之间加补贴、末端设置冷铁、浇注时采用倾斜浇注相结合的铸造方案，现场生产时严格控制浇注温度、浇注方法和正火处理温度和时间。该方法的应用彻底解决了U型提环类杆状铸钢件超声波探伤心部存在组织缺陷的问题。同时节约了钢液，又为模型制作和造型过程提供便利，生产出的提环毛坯合格，保证了石油钻采游吊系统关键件的质量。

附图说明

图1是本发明方法所要铸造的提环结构示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是现有技术采用的提环铸造方案一；

图4是图3的水平状态截面图；

图5是现有技术采用的提环铸造方案二；

图6是图5的水平状态截面图；

图7是本发明方法采用的提环铸造方案三；

图8是图7的水平状态截面图。

图中，1.提环，2.圆孔，3.拉筋，4.保温冒口A，5.浇注装置A，6.砂芯及芯头，7.保温冒口B，8.保温冒口C，9.方块冷铁A，10.大明冒口，11.小冒口，12.冒口补贴，13.浇注装置B，14.成型冷铁B。

具体实施方式

参照图1、图2，是本发明的U型提环类铸钢件的铸造方法，所要制作的提环1的结构示意图，提环1两个弯头的末端处分别设置有一个圆孔2。