材料研究
Research on production of double-layer built in high pressure valve body
双层内嵌式高承压阀体的生产研究
双层内嵌式高承压阀体的使用环境在 -40 ℃ 。 客户要求内部两个腔体分别要做 10.4MPa 水压和 1MPa 气压测试 , 保压时间 分别为 15 分钟和 20 分钟 。 此款高承压阀体的结构特点在于双层内嵌式 。 悬空的一段内嵌式腔体工艺补缩较困难 , 同时两 个腔体连接位置空间狭小 , 极易产生缩松 、 漏钢水等铸造缺陷 。 为了减少铸件的铸造缺陷 , 通过工艺结构的设计和生产 过程控制来降低铸件报废率 , 提高铸件承压性能 。 结合我司技术和生产实践 , 采用模头贴棉保温的方式 , 可以延缓模头 钢水凝固 , 达到补缩效果最大化 。 而为了减少腔体狭窄位置处的漏钢水问题 , 实际生产中 , 我们通过采用局部外购陶瓷 芯 + 自制砂芯方式 , 得到腔体狭窄位置较好强度的型芯 , 可以有效地解决漏钢水 、 跑火现象 。
作者 : 张志文 、 孙志标 、 张翔 、 项刚伟 、 项黄飞 , 泰钢合金有限公司
1 . 产品基本信息
重量 46.2kg , 材质为 CF3M 。 内腔最狭窄处 仅有 6.9mm 宽 。
1.1 本产品是双层内嵌式双阀坐 调节阀体 ( 见图 1 ), 铸件轮廓尺寸为 365 * 273 * 216mm , 均匀壁厚为 9.5mm ,
1.2 检测要求 ( 见图 2 ): 要求对 两个内腔分别进行水压测试 , 压力为
10.4bMpa , 持续时间为 15 分钟 ; 以及气 压测试 , 压力为 1Mpa , 持续时间为 20 分 钟 。
2 . 工艺设计及验证 :
采用 MAGMA 软件进行工艺设计进行
图 1 铸件内部结构
验证 。
从 MAGMA 冲型模拟结果来看 , 冲型 前期有少量飞溅 , 中 、 后期冲型平稳 , 氧 化较少 。
从 MAGMA 固相分数模拟结果来看 , 凝固到后期在产品法兰和阀体上部存在孤 立相 , 该处的热节过大 。
结合 MAGMA 模拟固相分数和孔隙率 的结果 , 判断是内腔散热环境不良 , 使该 处的热节变大是导致缩松的主要原因 , 如 果加大该处棒模 , 会使该处与法兰之间的
图 2 青色为压力测试区域 间隙更小 , 热节更大 。
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