1. 结构分析
（1）这蝶阀它呈圆形蛋糕状结构，内部空腔由8根加强筋连接和支撑，顶部Φ620孔与内部空腔连通，其余部分……阀门由于结构封闭，砂芯难以固定且容易变形。如图1所示，排气和清理内腔都带来了很大的困难。
铸件壁厚变化很大，最大壁厚达380mm，最小壁厚仅为36mm。铸件凝固时，温差较大，不均匀收缩容易产生缩孔和缩孔缺陷，从而导致水压试验中出现渗水现象。
2. 工艺设计：
（1）分型面如图1所示。将带孔端置于上箱体上，在中腔内制作一个完整的砂芯，并适当加长芯头，以便于砂芯的固定和箱体翻转时砂芯的移动。两侧盲孔的悬臂式芯头长度大于盲孔长度，使整个砂芯的重心偏向芯头一侧，从而保证砂芯的固定和稳定。
采用半封闭式浇注系统，∑F内:∑F水平:∑F直线=1:1.5:1.3，浇口采用内径Φ120的陶瓷管，底部放置两块200×100×40mm的耐火砖，防止铁水直接冲击砂型。冲击砂型底部安装150×150×40mm的泡沫陶瓷过滤器，内流道采用12根内径Φ30的陶瓷管，通过过滤器底部的集水箱与铸件底部均匀连接，形成底部浇注方案，如图2所示。
（3）在上模中设置14个直径为20mm的型腔气孔，在型芯头部中心设置直径为200mm的砂芯排气孔，在较厚较大的部位放置冷铁，以确保铸件凝固均衡，并利用石墨化膨胀原理抵消冒口，以提高工艺良率。砂箱尺寸为3600mm×3600mm×1000mm/600mm，采用25mm厚的钢板焊接而成，以确保足够的强度和刚度，如图3所示。
3. 过程控制
（1）造型：造型前，使用Φ50×50mm标准试样测试树脂砂的抗压强度≥3.5MPa，并拧紧冷铁和流道，以确保砂型具有足够的强度来抵消熔融铁凝固时产生的石墨化学膨胀，并防止熔融铁长时间冲击流道部分造成砂型冲蚀。
制芯：砂芯由8根加强筋分成8等份，各部分通过中间型腔连接。除中间型芯头外，没有其他支撑和排气部件。如果砂芯无法固定和排气，浇注后会出现砂芯移位和气孔。由于砂芯整体面积较大，因此将其分成八份。砂芯必须具有足够的强度和刚度，以确保脱模后砂芯不会损坏，浇注后也不会变形，从而保证铸件壁厚均匀。为此，我们特制了一个特殊的芯骨，并用通风绳将其固定在芯骨上，以便将型芯头的废气排出，从而保证制芯时砂型的密实性。如图4所示。
（4）砂芯封盖：考虑到蝶阀内腔砂粒难以清理，整个砂芯涂两层漆，第一层刷涂醇基锆漆（波美度45-55），并进行烧光处理。干燥后，第二层涂醇基镁漆（波美度35-45），以防止铸件粘砂烧结，造成无法清理的情况。将芯头部分用三颗M25螺钉悬挂在芯骨架主体结构的Φ200钢管上，并用螺帽固定锁紧在上模砂箱上，检查各部分壁厚是否均匀。
4. 熔化和浇注过程
（1）采用本溪低磷、低硫、低钛优质Q14/16#生铁，添加比例为40%~60%；废钢中磷、硫、钛、铬、铅等微量元素含量严格控制，不允许有锈和油，添加比例为25%~40%；返还的装药在使用前必须用喷丸清洗，以确保装药的清洁度。
（2）炉后主要成分控制：C：3.5-3.65%，Si：2.2%-2.45%，Mn：0.25%-0.35%，P≤0.05%，S：≤0.01%，Mg（残余）：0.035%~0.05%，在保证球化度的前提下，Mg（残余）的含量应尽可能取下限。
（3）球化接种处理：采用低镁低稀土球化剂，添加比例为1.0%～1.2%。常规冲洗法球化处理，在包装底部球化剂上覆盖0.15%的一次性接种剂，完成球化。然后将炉渣外包进行0.35%的二次接种，并在浇注过程中进行0.15%的流动接种。
（5）采用低温快速浇注工艺，浇注温度为1320℃~1340℃，浇注时间为70~80秒。浇注过程中铁水不能中断，浇注杯始终保持满溢状态，以防止气体和夹杂物通过浇道进入型腔。
5. 铸造试验结果
（1）测试铸造试块的抗拉强度：485MPa，延伸率：15%，布氏硬度HB187。
（2）球化率为95%，石墨粒度为6级，珠光体含量为35%。金相组织如图5所示。
（3）重要部件的超声波检测和磁粉探伤二次缺陷检测中未发现可记录的缺陷。
（4）外观平整光滑（见图6），无砂粒夹杂、渣粒夹杂、冷隔等铸造缺陷，壁厚均匀，尺寸符合图纸要求。
（6）加工后进行20kg/cm²液压试验，未发现泄漏
6. 结论
根据该蝶阀的结构特点，通过重点设计工艺方案、改进砂芯的生产和固定方式以及采用锆基涂层，解决了中间大砂芯不稳定易变形、清理砂子困难等问题。设置排气孔避免了铸件中出现气孔的可能性。从炉料控制和流道系统入手，采用泡沫陶瓷过滤网和陶瓷浇口技术，保证了铁水的纯度。经过多次孕育处理，铸件的金相组织和各项综合性能均达到了客户的标准要求。
从天津塘沽水封阀门有限公司 蝶阀, 闸阀 Y型过滤器, 双片式止回阀生产。
发布时间：2023年4月29日
