一种环形石油防喷器顶盖的树脂砂铸造工艺的制作方法

本发明涉及石油装备领域，特别是涉及一种环形石油防喷器顶盖的树脂砂铸造工艺。

背景技术：

环状石油防喷器顶盖因为体积较大，各部分厚度差异较大，在进行浇铸的过程中容易因为各部分冷却程度不均匀在壁厚位置产生缩松和缩孔等缺陷，而薄壁位置又容易产生金属液冲型不足导致产生裂纹、气孔和砂眼等缺陷，影响产品的可靠性。尤其是今年来石油行业内部为了提高整个行业内产品的质量，逐步推行检测要求更高的美国石油协会的制造标准。其中关于铸件的检测标准astma609/a609m二级中执行的超声波检测标准与我国常用标准gb/t7233二级相比要严格的多，为了满足该项标准要求，提升防喷器顶盖产品在市场上的竞争力，迫切需要通过改进铸造工艺降低铸件缺陷和内应力提高铸件成品质量。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种环形石油防喷器顶盖的树脂砂铸造工艺，能够减少铸件的内部缺陷提高产品的质量。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种环形石油防喷器顶盖的树脂砂铸造工艺，所述环形石油防喷器顶盖包括中间凹陷的盖顶部和与防喷器壳体连接的盖檐部所述盖檐部的底面上设置插脚定位结构，所述石油防喷器顶盖的树脂砂铸造工艺包括以下步骤：

步骤一采用树脂砂为原料制作铸件砂模和砂芯，所述铸件砂模分成铸件上模和铸件下模，所述铸件上模和铸件下模之间以所述顶盖的盖檐平面为分型面，所述砂芯放置在铸件下模内，合上铸件上模后构成成型型腔；

步骤二所述铸件砂模和砂芯靠近成型型腔一侧设置排气孔，所述排气孔距离型腔壁60~80mm；

步骤三将钢水通过成型型腔底部设置的浇道系统注入型腔内部，冷却成型后清砂打磨，所述浇道系统包括连通上下模的直浇道和所述直浇道在底模内形成若干分浇道，所述分浇道在成型型腔底部侧壁上形成浇口，所述浇口为沿成型型腔底部外侧壁的切线方向进入环形成型型腔内部的切线浇口。

在本发明一个较佳实施例中，所述切线浇口为一个、两个或者四个，当所述切线浇口为两个或者四个时对称设置在环形成型型腔底部外侧壁，且浇口方向相同。

在本发明一个较佳实施例中，所述切线进浇口的直径为40~80mm。

在本发明一个较佳实施例中，所述型腔分型面上方设置冒口装置，所述冒口装置的位置与插脚的成型位置重合，且所述冒口为保温冒口。

在本发明一个较佳实施例中，所述浇注用钢水在浇注前预先静置5~10min。

在本发明一个较佳实施例中，所述钢水静置时使用惰性气体进行保护。

在本发明一个较佳实施例中，所述惰性气体为氩气。

在本发明一个较佳实施例中，在所述钢水浇注过程中，当钢水到达冒口1/3处时，向冒口内投放保温覆盖剂。

在本发明一个较佳实施例中，浇注时所述型腔底部放置外冷铁。

本发明的有益效果是：本发明的技术方案是在常用的树脂砂铸造工艺基础上改变浇口的开口方式，沿型腔底部切线设置浇口，通过此方式，在浇铸时钢水通过切线浇口沿型腔外壁快速旋转充满整个型腔，此方式可以避免钢水直接进入型腔中的因为冲击力过大造成紊流，防止出现冲型不足的问题，而且钢水进入腔体平稳均匀快速有序，可以有效提铸件整体的均一性，降低铸件内部应力，防止外界气体进入铸件体系内部，减少缩孔、缩松等缺陷，使最终产品能够满足astma609/a609m二级的检测要求。

附图说明

图1铸件上模结构示意图；

图2铸件下模结构示意图；

图3顶盖成品侧视结构示意图；

图4顶盖成品底面俯视结构示意图；

1.盖檐部、2.盖顶部、3.砂模上模、4.砂模下模、5.插脚；

31.上模直浇道、32.保温冒口；

41.下模直浇道、42.内浇口、43.排气孔、44.砂芯。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例1：

请参与附图1~4，提供一种环形石油防喷器顶盖的树脂砂铸造工艺，所述环形石油防喷器顶盖包括中间凹陷的盖顶部2和与防喷器壳体连接的盖檐部1，所述盖檐部的底面上设置四个插脚5，所述石油防喷器顶盖的树脂砂铸造工艺包括以下步骤：

步骤一采用树脂砂为原料制作铸件砂模和砂芯44，所述铸件砂模分成铸件上模3和铸件下模4，所述铸件上模3和铸件下模4之间以所述顶盖的盖檐部1平面为分型面，所述砂芯44放置在铸件下模4内，所述铸件上模3和铸件下模4合上后和砂芯44构成成型型腔；

步骤二所述铸件砂模和砂芯44靠近成型型腔一侧设置排气孔43，所述排气孔43距离型腔壁60~80mm；

步骤三将钢水通过成型型腔底部设置的浇口系统注入型腔内部，冷却成型后清砂打磨，所述浇口系统包括连接在一起的上模直浇道31和下模直浇道41，所述直浇道在下模中分为2个分浇道，形成两个沿切线方向进入环形成型型腔内部的内浇口42，沿底部外侧壁切线方向开设的内浇口42可以引导钢水沿型腔的环形外壁快速旋转进入，减少钢水充型过程中的的紊流和阻力，有利于快速充满整个型腔。

所述切线浇口42共有两个对称设置在环形成型型腔底部两侧，切线浇口42开口方向相同。所述切线进浇口42的直径为60mm，浇口直径与型腔和钢水速度匹配，浇口直径太大会影响铸件外观质量，直径太小会影响单位时间进料量，导致钢水前后冷却时间相差太大，区域应力明显，严重影响铸件质量。

所述型腔分型面上方设置冒口装置，所述冒口32的位置与插脚5的成型位置重合，所述冒口32为保温冒口，具有较好的补缩效果，可以防止最早进入型腔的钢水冷却速度过快导致整体冷却速度不均衡，内部应力加大。

所述浇注用钢水在浇注前预先静置10min,将钢水内的杂质预先沉降到浇注包底部，降低杂质对铸件整体质量的影响。

所述钢水静置时使用惰性气体氩气进行保护，放置出现氧化问题，导致铸件质量下降。

所述浇注过程中，当钢水到达冒口32的1/3处时，向冒口内投放保温覆盖剂，防止最先进入型腔的钢水过快冷却导致整理内部应力过大，提高冒口32补缩效果。

钢水浇注时所述型腔底部放置外冷铁，所述外冷铁放置在底部有利于提高型腔底部最后进入的钢水的冷却速度，有利于平衡铸件的整体冷却速度，减少内应力，具有良好的补缩效果。

实施例2：

请参与附图1~4，提供一种环形石油防喷器顶盖的树脂砂铸造工艺，所述环形石油防喷器顶盖包括中间凹陷的盖顶部2和与防喷器壳体连接的盖檐部1，所述盖檐部的底面上设置四个插脚5，所述石油防喷器顶盖的树脂砂铸造工艺包括以下步骤：

步骤一采用树脂砂为原料制作铸件砂模和砂芯44，所述铸件砂模分成铸件上模3和铸件下模4，所述铸件上模3和铸件下模4之间以所述顶盖的盖檐部1平面为分型面，所述砂芯44放置在铸件下模4内，所述铸件上模3和铸件下模4合上后和砂芯44构成成型型腔；

步骤二所述铸件砂模和砂芯44靠近成型型腔一侧设置排气孔43，所述排气孔43距离型腔壁60~80mm；

步骤三将钢水通过成型型腔底部设置的浇口系统注入型腔内部，冷却成型后清砂打磨，所述浇口系统包括连接在一起的上模直浇道31和下模直浇道41，所述直浇道在下模中分为4个分浇道，形成四个沿底部外侧壁切线方向进入环形成型型腔内部的内浇口42，所述切线方式开设的内浇口42可以引导钢水沿型腔的环形外壁快速旋转进入，减少钢水充型过程中的的紊流和阻力，有利于快速充满整个型腔。

所述4个切线浇口42对称设置在环形成型型腔底部，切线浇口42开口方向相同。所述切线进浇口42的直径为40mm，浇口直径与型腔和钢水速度匹配，浇口直径太大会影响铸件外观质量，直径太小会影响单位时间进料量，导致钢水前后冷却时间相差太大，区域应力明显，严重影响铸件质量。

所述型腔分型面上方设置冒口装置，所述冒口32的位置与插脚5的成型位置重合，所述冒口32为保温冒口，具有较好的补缩效果，可以防止最早进入型腔的钢水冷却速度过快导致整体冷却速度不均衡，内部应力加大。

所述浇注用钢水在浇注前预先静置5min,将钢水内的杂质预先沉降到浇注包底部，降低杂质对铸件整体质量的影响。

所述钢水静置时使用惰性气体氩气进行保护，放置出现氧化问题，导致铸件质量下降。

所述浇注过程中，当钢水到达冒口32的1/3处时，向冒口32内投放保温覆盖剂，防止最先进入型腔的钢水过快冷却导致整理内部应力过大，提高冒口32的补缩效果。

钢水浇注时所述型腔底部可以放置外冷铁，所述外冷铁放置在底部有利于提高型腔底部最后进入的钢水的冷却速度，有利于平衡铸件的整体冷却速度，减少内应力，具有良好的补缩效果。

实施例3：

请参与附图1~4，提供一种环形石油防喷器顶盖的树脂砂铸造工艺，所述环形石油防喷器顶盖包括中间凹陷的盖顶部2和与防喷器壳体连接的盖檐部1，所述盖檐部的底面上设置四个插脚5，所述石油防喷器顶盖的树脂砂铸造工艺包括以下步骤：

步骤一采用树脂砂为原料制作铸件砂模和砂芯44，所述铸件砂模分成铸件上模3和铸件下模4，所述铸件上模3和铸件下模4之间以所述顶盖的盖檐部1平面为分型面，所述砂芯44放置在铸件下模4内，所述铸件上模3和铸件下模4合上后和砂芯44构成成型型腔；

步骤二所述铸件砂模和砂芯44靠近成型型腔一侧设置排气孔43，所述排气孔43距离型腔壁60~80mm；

步骤三将钢水通过成型型腔底部设置的浇口系统注入型腔内部，冷却成型后清砂打磨，所述浇口系统包括连接在一起的上模直浇道31和下模直浇道41，所述直浇道在下模中形成沿成型型腔底部外侧壁切线方向进入环形成型型腔内部的内浇口42，切线方式开设的内浇口42可以引导钢水沿型腔的环形外壁快速旋转进入，减少钢水充型过程中的的紊流和阻力，有利于快速充满整个型腔。

所述切线浇口42为单浇口设置在环形成型型腔底部侧壁。所述切线进浇口42的直径为80mm，浇口直径与型腔和钢水速度匹配，浇口直径太大会影响铸件外观质量，直径太小会影响单位时间进料量，导致钢水前后冷却时间相差太大，区域应力明显，严重影响铸件质量。

所述型腔分型面上方设置冒口装置，所述冒口32的位置与插脚5的成型位置重合，为保温冒口，具有较好的补缩效果，可以防止最早进入型腔的钢水冷却速度过快导致整体冷却速度不均衡，内部应力加大。

所述浇注用钢水在浇注前预先静置5min,将钢水内的杂质预先沉降到浇注包底部，降低杂质对铸件整体质量的影响。

所述钢水静置时使用惰性气体氩气进行保护，放置出现氧化问题，导致铸件质量下降。

所述浇注过程中，当钢水到达冒口32的1/3处时，向冒口32内投放保温覆盖剂，防止最先进入型腔的钢水过快冷却导致整理内部应力过大，提高冒口32的补缩效果。

钢水浇注时所述型腔底部可以放置外冷铁，所述外冷铁放置在底部有利于提高型腔底部最后进入的钢水的冷却速度，有利于平衡铸件的整体冷却速度，减少内应力，具有良好的补缩效果。

经检测上述三种实施方式得到的最终产品都可以通过astma609/a609m二级的检测要求，整体质量评价：实施例1>实施例2>实施例3。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容和附图所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。