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阀门铸件的常见缺陷分析及改进方法

阀门铸件是铸造 件中的主导产品之一,市场年需求量很大。但由于生产原料涨价,使生产成本大幅提高;生产效率相对其他铸件来说较低及废品率较高等因素,严重影响了阀门铸件的产出。某厂2005年生产阀门铸件2000多t,综合废品近170t,废品率8%以上。我们通过对该厂阀门铸件产生缺陷的情况进行数据分析,找出了主要的致废原因,并对其进行系列改善,取得了良好效果,确保了阀门铸件生产的合格率,提高了产品质量。

1.改进前阀门铸件废品情况统计

某厂生产阀门铸件2083.05t,内废率为3.54%、外废率为4.58%。

造成阀门内废的缺陷相对比较集中,主要缺陷是砂眼、夹砂、渣孔和气孔,共产生废品60.79t,占内废总量的82.44%。

成阀门外废的缺陷相对比较分散。主要缺陷有缩孔、缩松、砂眼、夹砂、渣孔、气孔和尺寸不良,共产生废品75.46t,占外废总量的79.10%。

造成阀门废品的主要原因是缩孔、缩松、渣孔、砂眼、夹砂和气孔,合计致废149.04t,占废品总量的88.17%。

2.废品主要缺陷的成因分析

(1)熔化设备对铁液成分的保障能力较差和混砂设备的稳定性不好。铁液成分受焦炭、炉型、风量、原料状况等多种因素制约;树脂砂受温度、树脂和酸加入量等因素影响。如砂子经常不经过再生和冷却床,使砂子温度很高,严重影响了砂型强度,导致铸件胀砂严重,增加了铸件产生缩孔、缩松缺陷倾向。

(2)型腔中的散砂和浇注过程中铁液的冲击直接导致砂眼和夹砂缺陷。

(3)铁液在熔化设备中总会有渣生成,浇注时铁液中的固态和液态渣随铁液一起进入型腔形成渣孔。

(4)在生产过程中,铁液中的氮含量随着温度的升高而增加,随着碳当量的提高而降低,当氮和氢在一起时,便容易形成气孔,这是气孔的主要来源。

(5)模底板刚性较差,造型前放置不平而变形,导致砂型分型面不平,合型时上下型分型面处间隙较大,造成分型面处尺寸、形状不良。

(6)2.2m阀体支脚处砂芯在浇注过程中向下漂移,是支脚处上下壁厚不均的主要原因。

3.改进措施

(1)适当提高铁液碳当量,利用石墨化膨胀增强材质的自补缩能力。

(2)舂箱时保证型砂的紧实度,提高砂型强度,促进铸件自补缩能力。

(3)合型前将型腔内的散砂吹干净,并对型腔内进行仔细检查。

(4)现场浇注后遗留下未浇注的阀体砂型,其浇口杯和出气孔要盖严实,防止散砂进入。

(5)浇注前将铁液表面的固态渣清干净;提高铁液初始浇注温度,降低铁液产生二次氧化渣的倾向;阀门铸件尽量安排在开炉后初期浇注,减少包衬在多次使用后产生大量的稀薄渣;针对610mm(24in)F体阀门,对于横浇道搭接处,结合浇注时的其他参数,在进出口处均安置过滤网,并将多片搭接式纤维过滤网改进为单片式,以提高浇注系统的挡渣效果。

(6)原料尽量使用碳钢、普通灰铸铁或球墨铸铁回炉料;降低铁液中的合金元素如Cr、Mn等含量,减少铁液自身含气量;将下芯前的砂芯全部架空刷涂料且限期存放,以防砂芯吸潮;在阴雨天或湿度较大的季节,下芯前最好用喷灯将型腔、砂芯表面烘烤一遍,以减少砂型发气量;采用高温浇注小阀门,以利于铁液自身排气和减少铸渣产生。

(7)浇注1067mm(42in)F体阀门时,要求在固定混砂机前的同一个底板上舂上、下型,且底板上不得有任何杂物;不允许在别的地放,以减少变差来源;禁止将砂型和模底板一起吊运,防止底板产生变形。

(8)浇注2.2n,阀体时,在支脚砂芯的芯头上放适量的树脂砂,并尽快合型。

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