球墨铸铁管接头铸造工艺的优化及应用

我公司生产的出口铸件——球墨铸铁管接头结构简单、品种型号多，有十余种口径尺寸，如三通(包括带螺纹三通、无螺纹三通)、二通(包括90。弯管、45。弯管、22.5。弯管和变径管等)，要求能够承受一定水压(1.2—1.5MPa)，厚度均匀(有6.5mm、6.9mm、7.1mm和12.1mm几种规格)，材质要求为QT450-10。

下面以曲152.4mm(6in)三通管为例，对其铸造工艺方案进行比较与改进。

1．原工艺方案

原铸造工艺如图1所示。

我厂生产的Φ101.6mm(4in)以上的管件均采用树脂砂造型，并设计封闭式浇注系统，经计算：F_横=7.28cm²，F_直=8.04cm²。(Φ32ram)，F_内=3.36cm²，∑F_内=6.72cm²。暗冒口①、②的尺寸为48mm，球形冒口③、④、⑤、⑥的尺寸为西25mm，出气冒口⑦、⑧、⑨的尺寸为Φ10mm。

经长期的生产实践发现，原工艺存在以下不足：

(1)浇注温度低时会造成各冒口下出现局部缩松。

(2)图1中所示的a～i共9个位置在打压过程中存在漏水点。

(3)废品率较高，成品率为65%～70%，工艺出品率仅为65%左右。

针对以上问题，我们进行了大量的分析，考虑到球墨铸铁以糊状方式凝固，补缩困难，冒口过大并不能有效补缩，因此决定采用无冒口工艺进行试验，并确定了最终生产工艺方案。

2．改进后的工艺方案

改进后的铸造工艺如图2所示。

(1)浇注系统  采用半封闭式浇注系统，F_横＞ F_横＞∑F_内，确定F横=11.4cm2, F_横=10.18cm²(Φ36mm)、F_内=2.4cm²，∑F_内=9.6cm²。在原工艺的基础上，内浇口由两个增加到4个，去掉①～⑨冒口，把⑦、⑧、⑨圆形出气冒口改为1#、2#、3#明出气片冒口(见图2)，在远离浇注系统的挂耳处放置外冷铁(图中所示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ位置)，尺寸为30mm×12mm，同时提高水平压头距离，在直浇道上方放置浇口杯，高度为80mm。

(2)熔炼采用中频感应电炉熔炼，浇注温度控制在1380～1480℃，严格控制碳当量(CE)在4.80%～4.90%之间，有利于石墨化，铁液流动性好，可减少缩松倾向。控制W_Mg残=0.040%～0.060%、W_RE残=0.030%～0.050%、W_s=0.030%～0.040%，浇注过程中采用随流二次孕育，控制终硅量在2.90%～3.10%。

3．工艺改进前后对比

(1)改进后的工艺为实现无冒口铸造创造了条件，满足了砂型强度高、铁液冶金质量优的要求，壁厚均匀，可实现同时凝固。

(2)应用改进工艺后，打压过程中的常规漏水点明显减少。

(3)降低了废品率，工艺出品率升至80%左右，成品率达95%以上。

4．结语

在生产过程中必须严格执行各项工艺规范及操作规程，我厂对Φ101.6mm (4in)以上其他型号的管件产品也采用类似工艺，工艺出品率提高到75%～82%，成品率达到95%以上，经济效益明显提高，实现了“高效、低耗、降废”的目标。

以上工艺需根据各厂实际情况、产品质量及性能指标等因素综合考虑应用。