[实用新型]一种消除ZG35阀门铸件缺陷的铸造系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及铸钢工艺技术领域，具体是一种消除ZG35阀门铸件缺陷的铸造系统。

背景技术

铸造生产是金属液成型的生产方法，金属液进入铸型中经过冷却、凝固后形成金属制品的过程称为铸造生产，简称铸造。生产的金属制品称为铸件。绝大多数铸件被用作毛坯，需要经过机加工后才能成为各种机器零件；少数达到使用尺寸精度和表面粗糙度要求的铸件可直接作为成品或零件使用。

陈飞和曹海平在《阀门外观常见缺陷与评定》的一篇文章中提到阀门在铸造过程中容易出现裂纹、缩孔缩松和砂眼等缺陷。裂纹一般出现在阀门阀体两壁交接的热节部位和结构突变部位，例如法兰根部和阀体外壁凸起的表面处。裂纹的出现严重减低阀门铸件的工艺出品率。热裂纹外形曲折而不规则、缝隙较宽、断面处有氧化现象、无金属光泽、裂纹沿晶界产生和发展。冷裂纹一般都是直的，开裂处金属表面未氧化，裂纹常穿过晶粒延伸到整个断面。缩孔和缩松一般位于铸件阀门最后凝固的部位(热节处)或结构突变部位处，缩孔和缩松内表面没有氧化色，形状不规则、孔壁粗糙并伴有许多杂质和细小的气孔。砂眼主要出现在阀门外表面，砂眼内部有砂或白色的渣，外形不规整，深浅不一。缺陷的存在严重降低阀门铸件的使用寿命。

阀门铸件的材质为ZG35(中碳铸钢)。在液态合金钢冷却凝固过程中，由于铸件各部分金属液的冷却速度不同，使得各部位的收缩量不一致，再加上型芯和砂型的阻力，使铸件的凝固收缩受到制约而产生了铸造应力。一般阀门零件结构复杂，在使用砂型铸造法铸造阀门时，若浇注系统的设计和工艺参数设置不当容易导致铸件出现裂纹、缩松、缩孔等缺陷。阀体的铸件毛坯不允许存在砂眼、裂纹、缩孔及气孔等铸造缺陷，而且由于阀门铸件都属于中大型铸件，金属材料浪费不起。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种消除 ZG35阀门铸件缺陷的铸造系统。该铸造系统能够有效消除ZG35阀门铸件缩孔、缩松和裂纹缺陷，提高成品率，提高ZG35阀门铸件力学性能。

本实用新型解决所述系统技术问题的技术方案是，提供一种消除ZG35阀门铸件缺陷的铸造系统，其特征在于该铸造系统包括冒口、浇注系统和冷铁；所述浇注系统采取阶梯式浇注系统，包括浇口杯、直浇道、底层内浇道和上层内浇道；所述浇口杯用于熔融的金属液的倒入；所述浇口杯与直浇道连接；所述直浇道分别与底层内浇道和上层内浇道连接；所述冷铁设置在铸件底部的热节处；所述冒口包括顶冒口和侧冒口；所述顶冒口设置在铸件顶部法兰的正上方，侧冒口设置在铸件底部法兰的侧面。

与现有技术相比，本实用新型有益效果在于：

1)采用本铸造系统能够有效消除ZG35阀门铸件缩孔、缩松和裂纹缺陷，提高成品率，提高ZG35阀门铸件力学性能。

2)采用阶梯式浇注系统，将现有的上下网状浇注系统中的上下层各15个内浇道简化为底层内浇道和上层内浇道两个内浇道，去除了原工艺庞杂的内浇道，仍可满足浇注要求，不仅消除了因浇注系统凝固收缩导致的应力缺陷问题，而且大大提高了工艺的简洁性。

(3)在铸件顶部法兰处设置圆台形顶冒口补缩消除缩孔缩松，同时增大冒口尺寸。在铸件底部法兰处设置侧冒口与冷铁配合补缩的方法来消除缩孔缩松缺陷。

(4)通过对铸造工艺的数值优化设计，有效消除了由于设计工艺不当而产生的局部裂纹和铸件内部的缩孔缩松，并且显著提高ZG35阀门铸件工艺出品率和综合力学性能。

附图说明

图1为采用现有阀门铸件工艺得到的铸造系统和铸件的结构图；

图2为本实用新型消除ZG35阀门铸件缺陷的铸造系统一种实施例的铸造系统示意图；

具体实施方式

下面给出本实用新型的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本实用新型，不限制本申请权利要求的保护范围。

图1为现有技术，现有技术中的浇注系统多采用多浇道阶梯式，在阀门铸件上下两个法兰处各布置一道大圆弧形的横浇道和15个内浇道，意图用内浇口补缩铸件顶端和底部的厚大法兰，并达到由下而上顺序充填的目的，但由于呈网状的浇注系统导致了铸件的严重裂纹。

由图1可知，在此时刻，铸件本体仍未凝固，而浇注系统已凝固完毕，这使得在铸件本体凝固收缩时，会受到浇注系统的阻碍导致应力。

铸件的底部法兰处和顶部法兰处都存在明显的缩松缺陷。原工艺浇注系统先于铸件凝固，铸件反补缩浇道系统，所以铸件底部出现缩孔缩松缺陷。这主要是由于浇注系统的浇道横截面积过小和冷却速度较快导致的。