一种空心阀体铸钢件的铸造工艺方法与流程

本发明涉及铸造技术领域，特别涉及一种空心阀体铸钢件的铸造工艺方法。

背景技术：
空心阀体铸件是蒸汽轮机组的关键部件，其结构如图1所示，包括一个主阀体1和主阀体1的侧向设有若干个径向两侧或单侧旁通的支通管口2。此空心阀体铸件在高压高温恶劣环境下进行工作，铸件材料特殊，对机械性能及内部组织要求非常高，其结构无损检测要求严格，要求不能有夹渣、缩松、裂纹等铸造缺陷，尤其一些关键部位为UT检测0级区。

由于铸件结构关键区域多，内腔狭小，内径最小仅为310mm，铸造难度大。现有技术中，铸造工艺采取如图2所示的铸造方法，铸造时将铸件横着放置，根据铸造方案及补缩梯度设置明冒口3于主阀体1的弧顶部位，在主阀体1的弧底设置分区冷铁5，使明冒口3在主阀体1的弧底补缩末端区进行分区，设置浇注系统5，采用直径为∅140mm的内浇口8个。在砂芯内设置芯骨4，其中主心骨采用120mm×120mm的方钢焊接而成，副芯骨采用直径为∅100mm的圆钢制成。这种铸造方案在实际生产中存在不足，主要体现在，铸件关键的UT检测0级区容易产生缩松、夹渣缺陷问题。同时，由于铸件是横着的，芯骨4支撑点只有横向定位，没有竖直方向定位，芯骨4在浇注时由于被高温钢水长时间的包围，容易发生变形，导致芯骨软化，砂芯难以固定，出现漂芯等问题。最终导致铸件质量不符合技术要求。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中空心阀体类铸件铸造工艺存在的上述问题，提供一种空心阀体铸钢件的铸造工艺方法，通过改进铸件设置方向、冒口设置方法及芯骨结构的设计，以减少铸件缺陷，提高铸件质量。

本发明的目的是这样实现的，一种空心阀体铸钢件的铸造工艺方法，所述空心阀体铸钢件包括轴向贯通的主阀体,所述主阀体的侧向设有若干个径向两侧或单侧旁通的支通管口,其特征在于,所述空心阀体铸钢件采用如下铸造工艺方法：

1）采用将铸件的主阀体轴向竖直设置的造型和浇注方式；

2）在主阀体的上端面设置明冒口用于补缩主阀体，并且明冒口的外径尺寸大于主阀体的外径尺寸，在主阀体的外壁设置若干与明冒口连通的补贴以打通明冒口向下的补缩通道，在主阀体的下端外周设置暗冒口对主阀体的下端进行补缩，所述补贴向下伸延的位置与暗冒口向上的高度位置同高并且互不连通，所述暗冒口对应的主阀体壁外周设置若干分区冷铁，以防止明冒口补缩暗冒口；

3）在暗冒口下端面设置浇注系统的内注口，使浇注铁水直接从暗冒口流入铸件型腔，以防止浇注液冲击型腔；

4）在主阀体的砂芯内设置防漂芯骨，所述防漂芯骨包括沿砂芯的轴向设置的主芯骨，所述主芯骨上沿支通管口旁通的径向方向分别设置副芯骨，所述主芯骨的下端垂直设有造型时用于固定砂芯的标芯芯骨，所述标芯芯骨与主芯骨造型时固定连接，并且标芯芯骨的两端伸延至砂箱壁与砂箱壁固定连接。

本发明的铸造工艺方法，将铸件主体采用竖直设置的造型和浇注方式，通过改进冒口设计和芯骨设计，有效的解决了铸件UT检测要求0级区的缩松、夹渣问题，并有效的解决芯子漂芯问题。实际生产过程中，通过本发明方法的实施，有效地减少了铸件缺陷，保证了铸件质量。

为保证明冒口对铸件的均匀补缩，所述补贴沿主阀体的外壁均匀设置四条。

为保证暗冒口对下部铸件的均匀补缩，所述暗冒口沿主阀体下端外周对称设置两个，并且暗冒口让开支通管口的位置。

进一步地，所述内浇口设置若干个，并均匀设置在暗冒口底端。

为便于实现造型时砂芯的固定安装，所述主芯骨和副芯骨均为方钢焊接固定而成，埋设于砂芯内并且主芯骨的上端高于砂芯上端，主芯骨的下端与砂芯下端平齐；所述标芯芯骨也为方钢制成，在标芯芯骨长度方向的中间焊接固定有螺母，造型时填砂前所述标芯芯骨固定设置于砂箱内，螺母向上设置，并且使螺母的中心正好对应砂芯的中心位置，然后下芯，使砂芯的主芯骨正对标芯芯骨中心的螺母位置，从砂芯上方向主芯骨内穿设一长螺杆并使螺杆下端与螺母连接牢固，螺杆上端伸出主芯骨上方并将主芯骨与螺杆焊接固定。

附图说明

图1为空心阀体铸钢件的结构示意图。

图2为现有技术中空心阀体铸钢件的铸造工艺示意图。

图3为本发明的空间心阀体铸钢件的铸造工艺图。

图4为防漂芯骨的结构示意图。

图5为图4的轴向剖面图。

其中，1 主阀体；2支通管口；3明冒口；4芯骨；5分区冷铁；6内浇注系统；7补贴；8暗冒口；901主芯骨；902副芯骨；903标芯芯骨；904螺杆；905标芯螺母。

具体实施方式

如图3—图5所示，为本发明的空心阀体铸钢件的铸造工艺方法，空心阀体铸钢件结构如图1所示，包括轴向贯通的主阀体1,主阀体1的侧向设有若干个径向两侧或单侧旁通的支通管口2,空心阀体铸钢件采用如下铸造工艺方法：

1）采用将铸件的主阀体1轴向竖直设置的造型和浇注方式；

2）在主阀体1的上端面设置明冒口3用于补缩主阀体1，并且明冒口3的外径尺寸大于主阀体1的外径尺寸，在主阀体1的外壁设置若干与明冒口3连通的补贴7以打通明冒口3向下的补缩通道，在主阀体1的下端外周设置暗冒口8对主阀体1的下端进行补缩，并且暗冒口8沿主阀体下端外周对称设置两个，同时，设置暗冒口8时应让开支通管口的位置；为防止补贴补缩暗冒口，补贴7向下伸延的位置与暗冒口8向上的高度位置同高并且互不连通，暗冒口8对应的主阀体1壁外周设置若干分区冷铁5，以防止明冒口3补缩暗冒口8；为保证明冒口3对铸件的均匀补缩，补贴7沿主阀体的外壁均匀设置四条；

3）在暗冒口8下端面均匀设置若干个浇注系统6的内注口，使浇注铁水直接从内浇口经暗冒口8流入铸件型腔，以防止浇注液冲击型腔；

4）在主阀体1的砂芯内设置防漂芯骨，该防漂芯骨包括沿砂芯的轴向设置的主芯骨901，主芯骨901上沿支通管口旁通的径向方向分别设置副芯骨902，主芯骨901的下端垂直设有造型时用于固定砂芯的标芯芯骨903，标芯芯骨903与主芯骨901造型时固定连接，并且标芯芯骨903的两端伸延至砂箱壁并与砂箱壁固定连接；本发明的主芯骨901和副芯骨902均为方钢焊接固定而成，埋设于砂芯内并且主芯骨901的上端高于砂芯上端，主芯骨901的下端与砂芯下端平齐；本发明的标芯芯骨903也采用方钢制成，在标芯芯骨903长度方向的中间焊接固定有标心螺母905，造型时填砂前标芯芯骨903固定设置于砂箱内，标芯螺母905向上设置，并且使标芯螺母905的中心正好对应砂芯的中心位置，然后下芯，使砂芯的主芯骨901正对标芯芯骨903中心的标芯螺母位置，再从砂芯上方向主芯骨901内穿设一长螺杆904并使螺杆904下端与杆芯螺母905旋接牢固，螺杆904上端伸出主芯骨901上方并将主芯骨901与螺杆904焊接固定，以完成砂芯的固定。

本发明的铸造工艺方法，将铸件主体采用竖直设置的造型和浇注方式，通过改进冒口设计和芯骨设计，有效的解决了铸件UT检测要求0级区的缩松、夹渣问题，并有效的解决芯子漂芯问题。实际生产过程中，通过本发明方法的实施，有效地减少了铸件缺陷，保证了铸件质量。