1. 結構分析
（1）這蝶閥它呈現圓形蛋糕狀結構，內部空腔由8根加強筋連接和支撐，頂部Φ620孔與內部空腔連通，其餘部分…閥門由於結構封閉，砂芯難以固定且容易變形。如圖1所示，排氣和清理內腔都帶來了極大的困難。
鑄件壁厚變化很大，最大壁厚達380mm，最小壁厚僅36mm。鑄件凝固時，溫差較大，不均勻收縮容易產生縮孔和縮孔缺陷，導致水壓試驗中出現滲水現象。
2. 工藝設計：
（1）分型面如圖1所示。將帶孔端置於上箱體上，在中腔內製作一個完整的砂芯，並適當加長芯頭，以便於砂芯的固定和箱體翻轉時砂芯的移動。兩側盲孔的懸臂式芯頭長度大於盲孔長度，使整個砂芯的重心偏向芯頭一側，從而確保砂芯的固定和穩定。
採用半封閉式澆注系統，∑F內:∑F水平:∑F直線=1:1.5:1.3，澆口採用內徑Φ120的陶瓷管，底部放置兩塊200×100×40mm的耐火磚，防止鐵水直接衝擊砂型。衝擊砂型底部安裝150×150×40mm的泡沫陶瓷過濾器，內流道採用12根內徑Φ30的陶瓷管，透過過濾器底部的集水箱與鑄件底部均勻連接，形成底部澆注方案，如圖2所示。
（3）在上模中設置14個直徑為20mm的型腔氣孔，在型芯頭部中心設置直徑為200mm的砂芯排氣孔，在較厚較大的部位放置冷鐵，以確保鑄件凝固均衡，並利用石墨化膨脹原理抵消冒口，以提高工藝良率。砂箱尺寸為3600mm×3600mm×1000mm/600mm，採用25mm厚的鋼板焊接而成，以確保足夠的強度和剛度，如圖3所示。
3. 過程控制
（1）造型：造型前，使用Φ50×50mm標準試樣測試樹脂砂的抗壓強度≥3.5MPa，並擰緊冷鐵和流道，以確保砂型具有足夠的強度來抵消熔融鐵凝固時產生的石墨化學膨脹，並防止熔融鐵長時間衝擊流道部分造成砂型沖蝕。
製芯：砂芯由8根加強筋分成8等份，各部分以中間型腔連接。除中間型芯頭外，沒有其他支撐和排氣部件。如果砂芯無法固定和排氣，澆注後會出現砂芯移位和氣孔。由於砂芯整體面積較大，因此將其分成八份。砂芯必須具有足夠的強度和剛度，以確保脫模後砂芯不會損壞，澆注後也不會變形，從而確保鑄件壁厚均勻。為此，我們特製了一個特殊的芯骨，並用通風繩將其固定在芯骨上，以便將型芯頭的廢氣排出，從而保證製芯時砂型的密實性。如圖4所示。
（4）砂芯封蓋：考慮到蝶閥內腔砂粒難以清理，整個砂芯塗兩層漆，第一層刷塗醇基鋯漆（波美度45-55），並進行燒光處理。乾燥後，第二層塗醇基鎂漆（波美度35-45），以防止鑄件黏砂燒結，造成無法清理的情況。將芯頭部分用三顆M25螺絲懸掛在芯骨架主體結構的Φ200鋼管上，並用螺帽固定鎖緊在上模砂箱上，檢查各部位壁厚是否均勻。
4. 熔化和澆注過程
（1）採用本溪低磷、低硫、低鈦優質Q14/16#生鐵，添加比例為40%~60%；廢鋼中磷、硫、鈦、鉻、鉛等微量元素含量嚴格控制，不允許有銹和油，添加比例為25%~40%；返還的裝藥在使用前必須用噴丸清洗，以確保藥裝的清潔度。
（2）爐後主要成分控制：C：3.5-3.65%，Si：2.2%-2.45%，Mn：0.25%-0.35%，P≤0.05%，S：≤0.01%，Mg（殘餘）：0.035%（0.05%，在保證球含量的殘餘含量（Mg~0.05%，
（3）球化接種處理：採用低鎂低稀土球化劑，添加比例為1.0%～1.2%。常規沖洗法球化處理，在包裝底部球化劑上覆蓋0.15%的一次性接種劑，完成球化。然後將爐渣外包進行0.35%的二次接種，並在澆注過程中進行0.15%的流動接種。
（5）採用低溫快速澆注工藝，澆注溫度為1320℃~1340℃，澆注時間為70~80秒。澆注過程中鐵水不能中斷，澆注杯始終保持滿溢狀態，以防止氣體和夾雜物通過澆道進入型腔。
5. 鑄造試驗結果
（1）測試鑄造試塊的抗拉強度：485MPa，延伸率：15%，布氏硬度HB187。
（2）球化率為95%，石墨粒徑為6級，珠光體含量為35%。金相組織如圖5所示。
（3）重要零件的超音波檢測和磁粉探傷二次缺陷檢測中未發現可記錄的缺陷。
（4）外觀平整光滑（見圖6），無砂粒夾雜、渣粒夾雜、冷隔等鑄造缺陷，壁厚均勻，尺寸符合圖面要求。
（6）加工後進行20kg/cm²液壓試驗，未發現洩漏
6. 結論
根據此蝶閥的結構特點，透過重點設計工藝方案、改進砂芯的生產和固定方式以及採用鋯基塗層，解決了中間大砂芯不穩定易變形、清理砂子困難等問題。設置排氣孔避免了鑄件中出現氣孔的可能性。從爐料控制和流道系統入手，採用泡沫陶瓷過濾網和陶瓷澆口技術，確保了鐵水的純度。經過多次孕育處理，鑄件的金相組織和各項綜合性能都達到了客戶的標準要求。
從天津塘沽水封閥門有限公司 蝶閥, 閘閥 Y型過濾器, 雙片式止回閥生產。
發佈時間：2023年4月29日
