[发明专利]一种钛合金离心泵体的铸造模具及铸造方法

说明书

本发明属于钛合金铸造技术领域，具体涉及一种钛合金离心泵体的铸造模具及铸造方法，其中，铸造模具包括型箱和型芯，型箱包括上箱和下箱，上箱和下箱对应扣合以形成与离心泵体的外型面适配的腔室；且上箱还设有多个与腔室连通的冒口；型芯设于腔室中，包括砂芯和冷铁芯，冷铁芯安装于下箱中，并与离心泵体中装配法兰的内型面和端面适配；砂芯座设于冷铁芯中，并与离心泵体中蜗壳流道、进口法兰和出口法兰的内型面适配。通过设置砂芯和冷铁芯，既有效的保证了复杂内腔的成型，还通过冷铁芯对铸件下端装配法兰处的厚大热节进行激冷，减少了热节处的模数，使铸件在浇注过程中形成顺序凝固，避免了缩孔的形成。

技术领域

本发明属于钛合金铸造技术领域，具体涉及一种钛合金离心泵体的铸造模具及铸造方法。

背景技术

钛合金离心泵体具有良好的耐腐蚀性，它在许多介质，包括各类酸、碱、盐、有机物、水溶液中，均具有良好的稳定性，广泛应用于化工及其他具有耐腐蚀性要求的工业；离心泵体作为机械泵的重要组成部分，内部质量要求比较高，铸件不允许存在缩孔、裂纹、夹杂等缺陷，需要进行水压试验，不允许有渗水、漏水现象。

钛合金离心泵体结构比较复杂，可大体分为蜗壳流道1、入口法兰3、出口法兰4、装配法兰2和底脚5。图1为典型泵体，材料为纯钛，零件最大轮廓尺寸为600mm，质量约为60kg，各部分壁厚差异较大，蜗壳流道1内部空腔大且形状复杂，厚度为8mm左右，入口法兰3、出口法兰4和底脚5厚度约为25mm，装配端法兰为重要加工面，厚度约为40mm，且铸件内部质量需要满足ASTM E1320 Grade 7级标准。

现有技术中，钛合金离心泵体的铸造方法通常采用机加工石墨型，因为石墨材料表面光滑、比重轻、强度较高、硬度低、抑郁切削加工成型，同时由于石墨型激冷能力强，能够减少铸件的缩孔缺陷；但是石墨型模具很难重复利用，同时由于国家对环境保护的重视，导致石墨型模具成本急剧上升，增加了铸造成本。砂型铸造成本相对较低，生产周期也比较短，比较适合泵阀类铸件的生产，离心泵类铸件的常用砂型铸造工艺为木模生成、两箱造型，离心泵体的内腔由砂型形成，中间注入式浇注，因为离心泵体铸件下端装配法兰的热节处于铸型的下箱，无法通过冒口进行补缩，造成厚大区域产生缩孔，由于缩孔尺寸比较大，无法通过热压进行压实，需要清理缺陷补焊处理，给生产造成了很大的成本负担，同时有些铸件的压坑在泵体蜗壳流道内腔部位，很难进行焊接处理，如果缺陷不消除容易导致离心泵体在正常工作时产生泄漏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钛合金离心泵体的铸造模具及铸造方法，以解决现有技术中钛合金离心泵体铸造时存在的以上问题。

本发明提供了一种钛合金离心泵体的铸造模具，包括：型箱，包括上箱和下箱，所述上箱和所述下箱对应扣合以形成与所述离心泵体的外型面适配的腔室；且所述上箱还设有多个与所述腔室连通的冒口；型芯，设于所述腔室中，包括砂芯和冷铁芯，所述冷铁芯安装于所述下箱中，并与所述离心泵体中装配法兰的内型面和端面适配；所述砂芯座设于所述冷铁芯中，并与所述离心泵体中蜗壳流道、进口法兰和出口法兰的内型面适配。

如上所述的钛合金离心泵体的铸造模具，进一步优选为，所述冷铁芯包括构造碗和构造环；所述构造碗的下表面与所述下箱适配定位，上表面与所述砂芯适配定位，外周面与所述装配法兰的内型面适配；所述构造环套装于所述构造碗外周，并与所述构造碗一体成型，且所述构造环的上表面与所述装配法兰的端面适配。

如上所述的钛合金离心泵体的铸造模具，进一步优选为，所述构造碗的侧壁和所述构造环的厚度与所述钛合金离心泵体装配法兰厚度的比值为1.0-1.3。

如上所述的钛合金离心泵体的铸造模具，进一步优选为，所述冷铁芯为石墨芯。

如上所述的钛合金离心泵体的铸造模具，进一步优选为，所述冒口包括与所述离心泵体中入口法兰对应的第一冒口、与所述离心泵体中出口法兰对应的第二冒口、以及与所述离心泵体中底脚对应的第三冒口。