1冒口的选用
根据各个部位的冒口模数，选择出冒口的规格。在实际生产中，为了节省钢液总量，提高铸造效率，冒口主要选择补缩效率较高的保温冒口和发热冒口进行补缩，保温冒口的补缩效率是普通冒口的1.1～1.2倍，发热冒口的补缩效率是普通冒口的1.3～1.4倍，为了促进冒口的补缩效果，在铸件的厚大及热节位置放置尺寸适当的冷铁，要求冷铁的厚度为热节尺寸的2/3至1/1，保温冒口、发热冒口和冷铁设置的具体位置如图3所示。选择冒口具体规格如表2所示；为了保证整体铸件质量，在铸件的整体不规则热节位置全部放置铬铁矿砂，铬铁矿砂是铸造用特种砂，铬铁矿砂在铸造生产中主要用于大型铸钢件的面砂，防止铸件表面粘砂；铬铁矿砂是激冷材料，在造型时可替代部分冷铁。模拟过程前处理在使用模拟软件计算之前，要输入正确的参数，尽可能模拟其工厂的实际生产环境，模拟软件计算的主要参数设置如表3所示。冒口和冷铁的设置通过铸造模拟软件进行验算，验证的结果为合格，铸件组织结构致密，缩孔区域控制在冒口的内部。模拟结果如图4所示；图中孤立凝固位置基本消除，高温区域基本集中在冒口（图中深色部分），说明铸件缩孔缩松区域已向冒口区域转移，冒口起到了补缩作用；添加冒口后铸件的工艺重量W=4500kg，工艺出品率为69%.
2浇口的设计
1）浇口尺寸的计算根据铸件壁厚尺寸27mm，查表得出钢液在型腔中的上升速度v=13～16（mm/s），这里取最小值v=13mm/s；铸件的浇注时间T=H/v（H为型腔内的高度mm），即T=1330/13=102s；可以计算出浇注重量速度V包=W/T=4450kg/102s=43.6kg/s，通过查表的方式得出浇包包孔直径d=50mm；从而换算出直浇道的直径D=75mm，浇道的尺寸为75mm；即采用的漏底包直径为50mm.2）浇口位置的确定通过铸造模拟软件进行充型模拟，可以得出浇口开设在铸件的底部止口法兰处较合理，采取底注式浇注系统，图5显示金属液在充型时液面始终基本保持平面，说明该浇注方案设计充型平稳，金属液流动稳定，不易出现紊流、卷气等充型类缺陷；铸造工艺设计结果通过冒口模数法计算，以及模拟软件的凝固和充型计算模拟的应用验证，得出合格的铸造工艺设计结果，生产出了合格铸件，如图6．
3铸造生产简介
3.1铸造生产过程简介
3.1.1模型设计
零件内部空腔较大，且形状复杂，模具的制作需考虑每个砂芯的摆放难度和制造难度。在型板的侧面做出十字线，箱框不用做出用砂箱取代。泵体外皮全部采用组芯工艺制作。
3.1.2造型、制芯
造型采用的型砂种类为硅砂、铬铁矿砂，型砂目数为40目~70目，黏结剂为碱性酚醛树脂和固化剂。造型时，注意将热节、交角部位放置圆钢冷铁和铬铁矿砂，砂型的芯头部位和上端做出气道，保证排气畅通；由于零件内部空腔较大，且形状复杂，为了合箱放置砂芯方便，分型面采取上中下三箱造型工艺。整体复杂部位采用砂型剪胎工艺造型。造型时使用砂型剪胎工艺将铸件复杂无法起膜处单独做出。外皮的涂料涂刷保证5遍以上。制芯采用的芯砂种类为硅砂、铬铁矿砂，型砂目数为70目~140目，黏结剂为碱性酚醛树脂和固化剂。制芯时，砂芯中放置适当的气眼绳、泡沫等，提高砂芯的排气性和退让性；涂料的涂刷保证3遍以上。
3.1.3熔炼、浇注
熔炼采用AOD炉外精炼的方式，对钢液有效地除渣、除气，保证钢液质量；浇包采用5t漏包，漏包可以有效地提高钢水的质量，包眼尺寸为45mm，浇注前保证浇包烘烤在600℃以上；浇注前，用烘干机对型腔进行烘烤，型腔温度达到80℃以上；根据铸件壁厚确定浇注温度为1560℃～1580℃，浇注时间为80s左右。
3.1.4清理、热处理
根据铸件的重量，铸件浇注后的保温时间为10h以上，浇注后铸件无明显缺陷；冒口切割前，将铸件预热到150℃~200℃之间，以免铸造应力在切割过程造成裂纹缺陷；然后进行性能热处理，需符合CA6NM（ASTMA487）铸件技术条件的要求，热处理工艺卡如图7所示；最后进行缺陷位置的焊补、打磨及抛丸处理。
3.2质量检验结果
1）目视检验根据《核电铸件表面目视检验》的要求进行检验，按MSS-SP-55外观法铸件表面外观无粘砂、氧化皮、裂纹和热裂等缺陷，表面质量符合要求，检验铸件合格。2）射线和液体渗透检验根据相关检测规程进行对所有法兰等关键性承压部位作射线检验，射线检验结论符合标准要求，检验铸件合格；全身进行液体渗透检验，检验铸件合格。
4结束语
1）铸造炼化原油泵等质量要求很高的铸件，采用铸造模拟软件的辅助方式，可以很大地提高工艺人员的工作效率，保证铸造工艺设计合格性。2）铸造工艺设计中冒口计算采用模数法，并配合保温冒口、发热冒口的使用，可以显著提高铸造冒口的补缩效率，使出品率达到70%以上。3）铸造生产过程中，加强各个工序环节的控制，是得到高质量铸件的重要保证。
作者：梁迎鑫 王军 杨军 单位：大连深蓝泵业有限公司 大连交通大学
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