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鑄鋼件閥門滲漏的原因與防止措施

放大字體  縮小字體 發布日期:2017-09-10  來源:網絡  瀏覽次數:562
  摘 要:閥門廣泛應用于化工、食品、醫藥、電力及其他行業。根據使用工況、輸送系統工藝要求及輸送介質的不同,閥門的材質及規格型號也不一樣,種類十分繁多。隨著現代生產工藝技術的不斷進步,對閥門的質量要求也越來越高。閥門因其結構的特殊性,在鑄造過程中會產生各種各樣的鑄造缺陷,比如氣孔、縮孔、縮松等質量缺陷,最終導致閥門出現滲漏。根據統計,閥門出現滲漏的原因,大部分是由鑄造過程中產生的縮孔、縮松兩種鑄造缺陷導致的。本文針對閥門在鑄造過程中產生的縮孔、縮松等質量缺陷,分析其形成原因,并探討其防止措施,提高閥門鑄件產品的內在質量。
  關鍵詞:閥門鑄造;滲漏;原因;防治措施
  縮孔、縮松等缺陷是造成閥門滲漏的主要原因。在鑄造生產過程中,形成的一些鑄造缺陷,導致閥門在使用過程中產生滲漏,影響其正常使用。研究閥門在鑄造工序中產生質量缺陷的原因,并探討其防止措施,提高其鑄造質量,滿足行業的生產工藝需要。
  1 產生縮孔、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的冷卻過程中,要經過三個階段的收縮:第一階段是液態收縮,隨著鑄型內鋼水溫度的降低,鋼水在形核結晶之前產生的收縮;第二階段是凝固收縮,鋼水形核結晶后到完全凝固之前產生的收縮;第三階段是固態收縮,鋼水完全凝固后,隨著鑄件溫度降低形成的體收縮。經研究分析,鑄件的縮孔、縮松缺陷主要是在鑄件的凝固收縮過程中形成的。當鑄造工藝中,澆注系統及補縮冒口設置不合理,不能對鑄件的熱節及時補縮時,就會在鑄件的熱節處形成縮孔或縮松對于閥門來說,因其結構復雜,熱節點較多,同時熱節點不利于冒口的設置,所以縮孔、縮松是閥門最容易產生的鑄造缺陷。
  在鑄件的凝固過程中,液態收縮的程度與澆注溫度有關系,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,那么收縮就會越小,而當錳和硫的含量比較大時,收縮量也會比較大。固態收縮是鑄件完全凝固后,隨著溫度的降低而產生的收縮,對于縮孔、縮松鑄造缺陷的出現沒有影響。經研究,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、縮松缺陷容易產生的部位
  鑄件最后冷卻部位,通常是鑄件的熱節點,是最容易出現縮孔、縮松缺陷的地方。對于閥門來說,位于閥體鑄件凸臺以及鑄體法蘭盤和管體連接處的熱結部位,由于這些部位散熱條件較差,當最終凝固時出現缺陷。需要
  3 防止措施
  要想徹底解決閥門在鑄造過程中出現縮孔、縮松等質量缺陷的問題,首先就需要從鑄造工藝設計著手,選定鑄造工藝方案,優化鑄造工藝設計。具體解決措施有以下幾種方法:
  3.1 優化冒口設計
  原鑄造工藝方法中:設計的冒口是采用明冒口,澆注后加高效發熱保溫覆蓋劑。由于冒口根部較博,導致鋼水沒有補縮通道,影響了正常補縮,導致澆注的閥門鑄件仍然出現縮孔、縮松缺陷。冒口的優化設計,仍然是在閥門的法蘭盤上設置冒口,且優先選用高效發熱保溫冒口。澆注后,冒口燃燒發出大量的熱,對冒口內的鋼水進行二次加熱,促進順序凝固,加大冒口對鑄件的補縮能力。將法蘭盤上存在的縮孔、縮松缺陷引入冒口中,解決閥門存在的質量缺陷問題。
  3.2 鑄造冷鐵的選用
  鑄型下型中,在閥門的法蘭盤、凸臺上以及閥體中部設置外冷鐵,縮短冒口的有效補縮距離,避免在閥體中部產生縮松區,影響閥門質量。
  3.3 貼邊的設計
  鑄型上型中,在保溫冒口下的法蘭盤上設置貼邊,加強鑄件的順序凝固,同時保證冒口內的鋼水有補縮通道對閥門的熱節進行有效補縮。
  3.4 內澆道位置的優化
  內澆口的位置對于鑄件缺陷的產生具有十分大的影響。對于閥門來說,應在法蘭盤和凸臺上都開設內澆道,且內澆道應開設在下型上,澆注過程中保證鑄件平穩充型,避免沖砂和夾渣缺陷的產生。
  3.5 澆注工藝的優化
  澆注工藝涉及的參數主要是澆注溫度、澆筑時間、澆注速度以及除渣、引氣操作要求等。澆注溫度低,會形成澆不滿、冷隔缺陷,澆注溫度過高會產生粘砂缺陷,所以澆注過程中必須嚴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,避免出現其他鑄造缺陷。
  通過采取以上這些措施,基本解決了閥門鑄件的縮孔、縮松問題,閥門產品的質量得到顯著的提高。
  4 結語
  綜上所述,鑄鋼件閥體有兩個部位比較容易出現縮孔、縮松的缺陷:法蘭盤和閥體連接處,閥體凸臺處。而針對這些缺陷采取了相應的防止措施,具體包括:優化鑄件澆冒口設計、冷鐵的選用、澆注工藝的規范化等。除此以外,為了防止出現縮孔、縮松以及其他鑄造缺陷,生產過程中,必須嚴格執行生產工藝,這樣才能提高閥門鑄件產品的整體質量。
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