1.結構分析
(1) 這個蝶閥呈圓餅狀結構，內腔由8個加強筋連接支撐，頂部Φ620孔與內腔相通，其餘部分閥門封閉式砂芯固定困難，易變形。排氣和內腔的清潔都帶來很大的困難，如圖1所示。
鑄件壁厚差異較大，最大壁厚達380mm，最小壁厚僅36mm。鑄件凝固時，溫差較大，收縮不均勻，易產生縮孔、縮孔缺陷，在水壓試驗中會造成滲水。
2、工藝設計：
(1)分型面如圖1所示，將有孔的一端放在上盒上，在中腔內製作一個整體砂芯，並適當加長芯頭，以利於砂芯的緊固和砂芯的移動。穩定，側面兩個盲孔的懸臂芯頭長度大於孔的長度，使整個砂芯的重心偏向芯頭側面，保證砂芯的穩定。
採用半封閉澆注系統，ΣF內：ΣF水平：ΣF直=1:1.5:1.3，澆口採用內徑Φ120的陶瓷管，兩片200×100×40mm耐火材料底部放置磚塊，防止鐵水直接進入衝擊砂型。方案，如圖2本質
(3)上模放置14∮20型腔氣孔，芯頭中部放置Φ200砂芯排氣孔，厚大件放置冷鐵，保證鑄件均勻凝固，並用石墨化膨脹原理取消了加料冒口，提高了工藝成品率。砂箱尺寸為3600×3600×1000/600mm，採用25mm厚鋼板焊接而成，確保足夠的強度和剛度，如圖3所示。
3、過程控制
（1）造型：造型前用Φ50×50mm標準樣測試樹脂砂抗壓強度≥3.5MPa，並緊固冷鐵和流道，保證砂型有足夠的強度抵消產生的石墨鐵水凝固時發生化學膨脹，防止鐵水長時間衝擊流道部分造成沖砂。
製芯：砂芯被8根加強筋分成8等份，加強筋以中間空腔連接。除中間芯頭外沒有其他支撐和排氣部件。如果砂芯不能固定，澆注後就會出現排氣、砂芯移位、氣孔等現象。由於砂芯整體面積較大，所以分為八個部分。必須有足夠的強度和剛度，確保脫模後砂芯不損壞，澆注後不損壞。發生變形，從而確保鑄件壁厚均勻。為此，我們特意製作了一根特製的芯骨，並用通風繩將其綁在芯骨上，以抽走芯頭排出的廢氣，以保證製芯時砂型的緻密性。如圖4所示。
（4）封閉盒：考慮到蝶閥內腔積砂較難清理，整個砂芯塗有兩層油漆，第一層刷醇基鋯漆（波美度） 45-55），第一層塗漆並燒製。乾燥後，塗上第二層醇基鎂漆（波美度35-45），防止鑄件黏砂、燒結，無法清理。將芯頭部分用三顆M25螺絲掛在芯骨主體結構的Φ200鋼管上，用螺帽的上模砂箱固定鎖緊，並檢查各部分壁厚是否均勻。
4、熔煉、澆注工藝
(1)採用本溪低磷、硫、鈦優質Q14/16#生鐵，添加比例為40%~60%；廢鋼中嚴格控制P、S、Ti、Cr、Pb等微量元素，不允許鏽蝕、油，添加比例為25%~40%；返回的爐料在使用前必須經過拋丸清理，以確保爐料的清潔度。
（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（殘留）：0.035% ~0.05%，在保證球化的前提下，應盡量取Mg（殘留）的下限。
(3)球化孕育處理：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，將0.15%的一次性孕育劑覆蓋在包裝底部的球化劑上，球化完成。然後將爐渣分包進行0.35%的二次孕育，澆注時進行0.15%的流動孕育。
(5)採用低溫快速澆注工藝，澆注溫度1320℃~1340℃，澆注時間70~80s。澆注時鐵水不能中斷，澆口杯始終充滿，以防止氣體和夾雜物通過流道捲入鑄型。空腔。
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%，石墨尺寸為6級，珠光體為35%。金相組織如圖5所示。
（3）重要零件UT、MT二次探傷均未發現可記錄缺陷。
（4）外觀平整光滑（見圖6），無夾砂、夾渣、冷隔等鑄造缺陷，壁厚均勻，尺寸符合圖面要求。
(6)加工後20kg/cm2水壓試驗無滲漏現象
六、結論
根據此蝶閥的結構特點，透過強調製程方案的設計、砂芯的製作和固定以及使用鋯基塗層。排氣孔的設定避免了鑄件出現氣孔的可能性。從爐料控制和流道系統，採用泡沫陶瓷過濾網和陶瓷內澆口技術，確保鐵水的純度。經過多次孕育處理，鑄件金相組織及各種綜合性能均達到客戶標準要求
從天津塘沽水封閥門有限公司 蝶閥, 閘閥、 Y型過濾器, 對夾式雙板止回閥生產。
發佈時間：2023年4月29日
