泵體的熔模鑄造工藝
針對外形尺寸較大、形狀復雜的泵體鑄件，通過制作水溶性芯子和蠟模組裝的方式，成功制作了泵體蠟模。采用硅溶膠工藝制殼，設計合理的澆注系統(tǒng)，確定合理的脫蠟工藝和澆注工藝，成功澆注出該泵體鑄件。
泵類產(chǎn)品被廣泛應用于輸送各種流體，為保證性能，對泵體內(nèi)壁流道部分尺寸精度和表面杠經(jīng)度要求較高，對泵體本身承壓值和外觀質(zhì)量也有較高的要求。熔模鑄造由于受其工藝特性的局限，一般鑄件質(zhì)量只有幾克到幾公斤。對于尺寸較大，形狀復雜的鑄件，無論從壓制蠟模還是制殼等工藝環(huán)節(jié)，都存在一定的難度。
舉例：一批泵體(鑄件毛坯)，外形尺寸為 515mm ×410 mm，質(zhì)量為 47.85 kg，材質(zhì)為 CF8M，見圖1。經(jīng)過周密設計，采用合理的工藝方案，成功生產(chǎn)出了這批泵體鑄件。
1.1制作尿素芯
受泵體本身結構特點影響，泵體內(nèi)腔不可能直接由模具壓出，根據(jù)生產(chǎn)實際，采用尿素芯工藝，由于泵體流道部分尺寸精度和表面粗糙度全部由尿素芯決定，因此尿素芯的制作要求嚴格，尿素與白砂糖產(chǎn)格按照(質(zhì)量比) 100：5混合后加熱至130～150℃，溶化后灌入內(nèi)腔已均勻涂抹好松節(jié)油的模型中，完全冷卻后取出尿素芯檢查，要求尿素芯呈白色，表面光潔無缺陷，尺寸合格。
1.2蠟模制作
壓蠟溫度為54～60℃，壓射壓力為0.8～1.0MPa，壓射時間為50s，保壓時間為10min，法蘭盤單獨壓蠟后組焊粘結。要求蠟模表面與內(nèi)腔表面光潔，無流紋，側面大法蘭盤與底面垂直，和對側12個凸臺面平行，必要時需進行整形。
1.3 流注系統(tǒng)設計
(1)方案1 注入方式為冒口頂注式
(2)方案2 注入方式為聯(lián)合注入式
一、蠟模制作
1.1制作尿素芯
受泵體本身結構特點影響，泵體內(nèi)腔不可能直接由模具壓出，根據(jù)生產(chǎn)實際，采用尿素芯工藝，由于泵體流道部分尺寸精度和表面粗糙度全部由尿素芯決定，因此尿素芯的制作要求嚴格，尿素與白砂糖產(chǎn)格按照(質(zhì)量比) 100：5混合后加熱至130～150℃，溶化后灌入內(nèi)腔已均勻涂抹好松節(jié)油的模型中，完全冷卻后取出尿素芯檢查，要求尿素芯呈白色，表面光潔無缺陷，尺寸合格。
1.2蠟模制作
壓蠟溫度為54～60℃，壓射壓力為0.8～1.0MPa，壓射時間為50s，保壓時間為10min，法蘭盤單獨壓蠟后組焊粘結。要求蠟模表面與內(nèi)腔表面光潔，無流紋，側面大法蘭盤與底面垂直，和對側12個凸臺面平行，必要時需進行整形。
1.3 流注系統(tǒng)設計
該鑄件需進行氣壓試驗，內(nèi)部不允許有縮孔縮松等缺陷，考慮到正面12個凸臺及出水口根部為熱節(jié)部位，在鑄件以上部位適當增加了補縮冒口。針對該鑄件的結構特點，設計了兩套流注系統(tǒng)方案。
(1)方案1 注入方式為冒口頂注式
采用組焊的十字型模頭，長度由鑄件確定，澆道寬度為55mm，澆道厚度為50mm，流口杯尺寸為Φ30 mm xΦ90mm ×180 mm，見圖2(a) 。
(2)方案2 注入方式為聯(lián)合注入式
在方案1的基礎上，在泵體底端加一側澆道及澆口杯，連接到底面法蘭盤，見圖2(b)。
二、制殼
為確保型殼強度和鑄件表面粗糙度，采用硅溶膠工藝，具體工藝參數(shù)件見表1和表2。
由于該鑄件體積較大、壁厚不均，如果采用普通脫蠟方法脫蠟，型殼由于受熱不均勻會出現(xiàn)鼓脹、開裂等問題,因此必須改進脫墻工藝實現(xiàn)順序脫蠟。
具體做法為：用3層廢報紙包住泵體型殼，使冒口及澆道外露，這樣澆注系統(tǒng)的蠟模先受熱熔化流出，為泵體蠟模的流出形成通道，從而實現(xiàn)順序脫蠟。脫蠟壓力為0.6~0.75 MPa，脫蠟時間為25~30 min，脫蠟后型殼狀況良好。
三、型殼培燒及澆注
具體澆注工藝為：首先采用一側澆口杯先將鋼水澆至鑄件整體2/3處，再用中間流口杯將鋼水澆滿，型殼出爐溫度大于950 ℃，鋼水澆注溫度為1620~1630℃，澆注時間為120s，為防止縮松，澆注完畢后30s內(nèi)在冒口處補充鋼水并加蓋保溫劑。在鑄件冷卻過程中，往凸臺及出水口根部熱節(jié)處進行局部水淬。
具體做法為：用3層廢報紙包住泵體型殼，使冒口及澆道外露，這樣澆注系統(tǒng)的蠟模先受熱熔化流出，為泵體蠟模的流出形成通道，從而實現(xiàn)順序脫蠟。脫蠟壓力為0.6~0.75 MPa，脫蠟時間為25~30 min，脫蠟后型殼狀況良好。
三、型殼培燒及澆注
因為型殼體積及鑄件壁厚都較大，為確保型殼培燒質(zhì)量，應適當提高培燒溫度，并延長保溫時間。采用的培燒溫度為1080~1100℃，培燒時間為1h。采用方案1澆注后，鑄件出水口根部熱節(jié)處縮孔、縮松嚴重。采用方案2澆注出來的鑄件品質(zhì)良好（見圖3）。
具體澆注工藝為：首先采用一側澆口杯先將鋼水澆至鑄件整體2/3處，再用中間流口杯將鋼水澆滿，型殼出爐溫度大于950 ℃，鋼水澆注溫度為1620~1630℃，澆注時間為120s，為防止縮松，澆注完畢后30s內(nèi)在冒口處補充鋼水并加蓋保溫劑。在鑄件冷卻過程中，往凸臺及出水口根部熱節(jié)處進行局部水淬。
四、結語
通過合理的設計蠟模制作工藝及制殼工藝，制造出較大泵體型殼。采用順序脫蠟的方法，有效防止了型殼的鼓脹、開裂，采用改進后的澆注系統(tǒng)方案，鑄件清理后無縮孔、縮松現(xiàn)象，鑄件無明顯變形，經(jīng)檢查，表面品質(zhì)達到用戶要求，尺寸合格，氣壓試驗合格。
『不是原創(chuàng)，摘自互聯(lián)網(wǎng)』
