1.結構分析
（1）這蝶閥呈圓餅狀結構，內腔由8個加強筋連接支撐，頂部Φ620孔與內腔相通，其餘閥門封閉時，砂芯固定困難，易變形。無論是排氣或內腔的清理都帶來很大的困難，如圖1所示。
鑄件壁厚變化較大，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、縮鬆缺陷，在水壓試驗時造成滲水。
2.工藝設計：
（1）分型面如圖1所示，將有孔的一端放在上盒體上，在中間型腔內做一整套砂芯，並適當加長芯頭，以方便砂芯的緊固和翻盒時砂芯的移動。穩定，側面兩個盲孔的懸臂芯頭的長度大於孔的長度，使整個砂芯的重心偏向芯頭的一側，確保砂芯的固定和穩定。
採用半封閉澆注系統，∑F內澆：∑F橫澆：∑F直澆=1：1.5：1.3，澆道採用內徑Φ120的陶瓷管，底部放置兩塊200×100×40mm耐火磚，防止鐵水直接衝擊砂型，澆道底部安裝150×150×40泡沫陶瓷過濾器，內澆道採用12根內徑Φ30的陶瓷管透過過濾器底部的集水槽均勻通至鑄件底部，組成底澆式澆注方案，如圖2所示。
（3）在上型放置14個∮20型腔氣孔，在芯頭中部放置Φ200砂芯排氣孔，在厚大部位放置冷鐵，確保鑄件均衡凝固，利用石墨化膨脹原理，取消補縮冒口，提高製程成品率。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標準試樣測試樹脂砂的抗壓強度≥3.5MPa，並將冷鐵與流道緊固，確保砂型有足夠的強度，以抵消鐵水凝固時產生的石墨化學膨脹，並防止鐵水長時間衝擊流道部位造成沖砂。
製芯：砂芯被8條加強筋分成8等份，經由中間腔體相通。除中間芯頭外無其他支撐、排氣部件。如果砂芯不能固定和排氣，澆注後就會出現砂芯位移和氣孔。由於砂芯整體面積較大，因此分成8個部分。必須具有足夠的強度和剛度，以確保砂芯脫模後不會損壞，澆注後也不被損壞。發生變形，從而確保鑄件壁厚均勻。為此，我們特別製作了專用芯骨，並用通氣繩綁在芯骨上，用於抽出芯頭排出的廢氣，保證製芯時砂型的密實度。如圖4所示。
（4）關閉箱：考慮到蝶閥內腔砂子清理困難，整個砂芯塗兩層油漆，第一層刷醇基鋯漆（波美度45～55），第一層塗刷燒面漆。乾燥後再塗第二層醇基鎂漆（波美度35-45），以防止鑄件黏砂燒結，無法清理。將芯頭部分用三顆M25螺絲懸掛在芯骨主體結構Φ200鋼管上，用螺帽與上型砂箱固定鎖緊，並檢查各部分壁厚是否均勻。
4.熔煉和澆注工藝
（1）採用本溪低P、S、Ti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，不允許有鐵鏽、油污，添加比例為25%~40%；返回的爐料在使用前必須經過有鐵鏽、油污，添加比例為25%~40%；返回的爐料在使用前必須經過有鐵丸清理，保證爐料的清潔度。
（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（殘餘餘裕）：0.035％～0.05%，
（3）球化孕育處理：採用低鎂、低稀土球化劑，添加率為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包底部的球化劑上，球化完成。然後將爐渣進行0.35%的二次孕育，澆注時有0.15%的流動孕育。
（5）採用低溫快速澆注工藝，澆注溫度為1320℃~1340℃，澆注時間為70~80s。澆注時鐵水無法中斷，澆口杯始終保持充滿狀態，以防止氣體和夾雜物透過流道捲入鑄型。腔體。
5.鑄造試驗結果
（1）測試鑄造試塊抗拉強度：485MPa，伸長率：15%，布氏硬度HB187。
（2）球化率95%，石墨6級，珠光體35%。金相組織如圖5所示。
（3）重要零件UT、MT二次探傷未發現可記錄缺陷。
（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）加工後進行20kg/cm2水壓試驗，無任何滲漏現象
6. 結論
根據此蝶閥的結構特點,透過著重設計工藝方案、砂芯的製作與固定、鋯基塗料的使用等措施,解決了中大型砂芯不穩定、易變形、清砂困難的問題。排氣孔的設置避免了鑄件產生氣孔的可能性。從爐料控制、流道系統等方面採用泡棉陶瓷過濾網、陶瓷內澆口技術，確保鐵水純度。經過多次孕育處理後，鑄件的金相組織及各項綜合性能均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, 對夾雙板止回閥生產。
發佈時間：2023年4月29日
