大型挖泥泵叶轮铸造工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种大型挖泥泵叶轮铸造工艺，属于铸造冶金技术领域，包括以下步骤：制定铸造工艺参数和浇注参数，CAE模拟，制作模型、砂型，浇注，压箱，打箱，清理，热处理及振动时效。本发明专利技术提供的大型挖泥泵叶轮铸造工艺，通过制定铸造工艺参数和浇注参数，进行CAE模拟，制作模型、砂型，并通过浇注，压箱，打箱，清理，热处理及振动时效后，生产出质量合格的大型挖泥泵叶轮，降低了废品率，节约了生产制造的成本。

Casting technology for impeller of large dredge pump

【技术实现步骤摘要】
大型挖泥泵叶轮铸造工艺
本专利技术属于铸造冶金
，更具体地说，是涉及一种大型挖泥泵叶轮铸造工艺。
技术介绍
随着我们疏浚行业的发展，如我国南海项目和曹妃甸项目的围海造田，黄河和长江巷道的疏通都离不开挖泥船。挖泥泵是挖泥船的核心设备，而挖泥泵叶轮是挖泥泵的核心部件，挖泥泵受到工况的影响，要求叶轮具备高度耐磨性，因此，挖泥泵一般采用高铬铸铁的材质。为保证工作效率，挖泥泵的口径不断增大，挖泥泵叶轮的直径也在随之不断增大，但由于高铬铸铁材质的特殊性，强度高，韧性差，在制造大型挖泥泵叶轮时，废品率居高不下，大幅提高了制造成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种大型挖泥泵叶轮铸造工艺，旨在解决在制造大型挖泥泵叶轮时，废品率居高不下，大幅提高了制造成本的问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种大型挖泥泵叶轮铸造工艺，包括以下步骤：S1：根据叶轮形状和加工面位置，确定铸造工艺参数，分型面、浇道、冒口、收缩量及加工量等，选取高铬铸铁为金属浇注材料，确定浇注参数，设计浇注温度及浇注速度等；S2：将叶轮模型尺寸及其相关参数输入到CAE软件进行模拟，并适当调整相关参数，至模拟成型的叶轮质量合格；S3：根据最终参数制作叶轮模型和芯盒，调配树脂砂并制造砂型和砂芯；S4：先从浇道向砂型内浇注金属液，待浇注至金属液超过冒口颈后，再从冒口处补浇金属液，直至金属液达到冒口顶部；S5：自压箱8-10天后，开始打箱，将砂箱连同产品吊运到震砂机上，震落树脂砂后，将叶轮铸坯运转至清理工序；S6：去除飞边，浇道及冒口，冒口颈预留15-20mm的高度，进行整体抛丸处理；S7：进行退火，退火温度630-650℃，保温24小时后，关闭热处理炉电源，炉门关闭，直至叶轮铸坯降至250℃，将叶轮铸坯转运至炉外，降温到室温；S8：经粗加工后，进行高温淬火处理，淬火温度920-950℃，保温24小时后，关闭热处理炉电源，炉门开启，采用风冷的方式使叶轮降至250℃；S9：将叶轮做好防护，转运至振动机上，进行振动时效，振动时间持续18-24小时，最终转运至加工工序完成精加工。作为本申请另一实施例，在步骤S1中，确定铸造工艺参数时，叶轮轴头朝下布置冒口和浇道，横浇道为双层，并通过陶瓷管连通，横浇道分别围设在叶轮前盖板和后盖板的周向，围设范围不小于前盖板或后盖板圆周的1/2，冒口选用陶瓷冒口座加保温冒口圈的形式。作为本申请另一实施例，浇注系统采用开放式，陶瓷冒口座的下端预埋陶瓷易割片。作为本申请另一实施例，在步骤S3中，叶轮外部砂型为整体结构，叶轮叶片砂芯为分体结构，叶轮叶片通过芯盒造型后，拼接成整体型芯。作为本申请另一实施例，在步骤S4中，浇注前，在砂箱上方搭设浇注架体，将漏包调整好位置放置于架体上，使包眼正对浇口；浇注时，使用两个摇包先后向漏包内不断注入金属液，并对冒口进行补浇。作为本申请另一实施例，在步骤S5中，自压箱24小时后去除压铁，6天后在上箱钻孔至叶轮毛坯面，使用测温设备检测叶轮温度，叶轮温度降至250℃以下时开始打箱。作为本申请另一实施例，在步骤S7中，升温速度每小时升温40℃，直至升温到630-650℃。作为本申请另一实施例，在步骤S8中，升温速度每小时升温40℃，直至升温到600℃；之后，升温速度调整为每小时升温30℃，直至升温到800℃；之后，升温速度调整为每小时升温20℃，直至达到预定温度，开始保温。本专利技术提供的大型挖泥泵叶轮铸造工艺的有益效果在于：与现有技术相比，本专利技术大型挖泥泵叶轮铸造工艺，通过制定铸造工艺参数和浇注参数，进行CAE模拟出合格产品，制作模型、砂型，并通过浇注、压箱、打箱、清理。热处理及振动时效后，生产出质量合格的大型挖泥泵叶轮，降低了废品率，节约了生产制造的成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的大型挖泥泵叶轮铸造工艺的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1，现对本专利技术提供的大型挖泥泵叶轮铸造工艺进行说明。所述大型挖泥泵叶轮铸造工艺，包括以下步骤：S1：根据叶轮形状和加工面位置，确定铸造工艺参数，分型面、浇道、冒口、收缩量及加工量等，选取高铬铸铁为金属浇注材料，确定浇注参数，设计浇注温度及浇注速度等；本工艺针对叶轮直径超过3m，轴头至出水口轴向高度超过1m，以口径1000以上的挖泥泵叶轮。以叶轮的轴头端向下布置浇注系统，分型面开设在前盖板的中部，即便出现飞边的缺陷，也能使其不出现在改变的边缘，避免修磨飞边时，出现裂纹；浇道采用陶瓷中空砖铺设，冒口采用陶瓷冒口，提高浇道和冒口的耐热性，避免树脂砂由于高温脱落，进入金属液；轴向收缩量1.5％，径向收缩量2,5％；上部加工面的加工量15-18mm，下部加工面的加工量8-10mm，周向加工面的加工量为12mm；选取Cr26为金属浇注材料，其主要化学成分标准范围为C＝2.8-3.0％，Cr＝25-27％，Si＝0.6-0.8％，Mn＝0.6-0.8％,Mo＝0.4-0.6％，Ni＝0.8-1.0％，Cu＝0.8-1.0％，RE＝0.6-0.8％，浇注温度1360-1380℃。S2：将叶轮模型尺寸及其相关参数输入到CAE软件进行模拟，并适当调整相关参数，至模拟成型的叶轮质量合格；使用华铸CAE模拟叶轮成型分析叶轮内部组织缺陷，并针对缺陷的部位和内部组织形态，调整相关工艺参数，如在缺陷集中部位增设明冒口或暗冒口，核算预留收缩量，调整浇注温度等。S3：根据最终参数制作叶轮模型和芯盒，调配树脂砂并制造砂型和砂芯；制作玻璃钢模型和芯盒，调配树脂砂，树脂砂中原砂采用石英砂，SiO2含量大于90％，角形系数小于1.2,目数选取40/60；树脂选用低氮呋喃树脂，含氮量小于3％，PH值6-7；固化剂选用磺酸固化剂，冬天采用3#、4#，夏天采用8#、9#；采用地坑造型，地坑深度大于整个所用砂箱的整体高度。S4：先从浇道向砂型内浇注金属液，待浇注至金属液超过冒口颈后，再从冒口处补浇金属液，直至金属液达到冒口顶部；浇口采用陶瓷浇口，浇口直径大于漏包包眼直径，在直浇道底部放置耐火砖，放置大量高温金属液直冲时间过长，导致浇道损毁。S5：自压箱8-10天后，开始打箱，将砂箱连同产品吊运到震砂机上，震落树脂砂后，将叶轮铸坯运转至清理工序；S6：去除飞边，浇道及冒口，冒口颈预留15-20mm的高度，进行整体抛丸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.大型挖泥泵叶轮铸造工艺，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：根据叶轮形状和加工面位置，确定铸造工艺参数，分型面、浇道、冒口、收缩量及加工量等，选取高铬铸铁为金属浇注材料，确定浇注参数，设计浇注温度及浇注速度等；/nS2：将叶轮模型尺寸及其相关参数输入到CAE软件进行模拟，并适当调整相关参数，至模拟成型的叶轮质量合格；/nS3：根据最终参数制作叶轮模型和芯盒，调配树脂砂并制造砂型和砂芯；/nS4：先从浇道向砂型内浇注金属液，待浇注至金属液超过冒口颈后，再从冒口处补浇金属液，直至金属液达到冒口顶部；/nS5：自压箱8-10天后，开始打箱，将砂箱连同产品吊运到震砂机上，震落树脂砂后，将叶轮铸坯运转至清理工序；/nS6：去除飞边，浇道及冒口，冒口颈预留15-20mm的高度，进行整体抛丸处理；/nS7：进行退火，退火温度630-650℃，保温24小时后，关闭热处理炉电源，炉门关闭，直至叶轮铸坯降至250℃，将叶轮铸坯转运至炉外，降温到室温；/nS8：经粗加工后，进行高温淬火处理，淬火温度920-950℃，保温24小时后，关闭热处理炉电源，炉门开启，采用风冷的方式使叶轮降至250℃；/nS9：将叶轮做好防护，转运至振动机上，进行振动时效，振动时间持续18-24小时，最终转运至加工工序完成精加工。/n...

【技术特征摘要】
1.大型挖泥泵叶轮铸造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：根据叶轮形状和加工面位置，确定铸造工艺参数，分型面、浇道、冒口、收缩量及加工量等，选取高铬铸铁为金属浇注材料，确定浇注参数，设计浇注温度及浇注速度等；
S2：将叶轮模型尺寸及其相关参数输入到CAE软件进行模拟，并适当调整相关参数，至模拟成型的叶轮质量合格；
S3：根据最终参数制作叶轮模型和芯盒，调配树脂砂并制造砂型和砂芯；
S4：先从浇道向砂型内浇注金属液，待浇注至金属液超过冒口颈后，再从冒口处补浇金属液，直至金属液达到冒口顶部；
S5：自压箱8-10天后，开始打箱，将砂箱连同产品吊运到震砂机上，震落树脂砂后，将叶轮铸坯运转至清理工序；
S6：去除飞边，浇道及冒口，冒口颈预留15-20mm的高度，进行整体抛丸处理；
S7：进行退火，退火温度630-650℃，保温24小时后，关闭热处理炉电源，炉门关闭，直至叶轮铸坯降至250℃，将叶轮铸坯转运至炉外，降温到室温；
S8：经粗加工后，进行高温淬火处理，淬火温度920-950℃，保温24小时后，关闭热处理炉电源，炉门开启，采用风冷的方式使叶轮降至250℃；
S9：将叶轮做好防护，转运至振动机上，进行振动时效，振动时间持续18-24小时，最终转运至加工工序完成精加工。


2.如权利要求1所述的大型挖泥泵叶轮铸造工艺，其特征在于，在步骤S1中，确定铸造工艺参数时，叶轮轴头朝下布置冒口和浇道，横浇道为双层，并通过陶瓷管连...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹珍，韩宏彦，张现林，
申请(专利权)人：河北工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：河北;13