一種離心泵葉輪鑄造工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種離心泵葉輪鑄造工藝，其核心為根據模殼進行澆注的過程，所述模殼具有與待鑄造葉輪軸孔對應的中心孔，以使葉輪軸孔不鑄出；其特征在于：所述模殼中心孔內壁沿圓周均勻設有2?4道軸向的筋條，以使澆注時形成中心柱狀直澆道和與中心柱狀直澆道連為一體的2?4道分流內澆道，所述分流內澆道由相鄰兩筋條之間的區域在澆注時形成。本工藝能夠保證精密鑄造過程中殼型形狀尺寸穩定，進而減少澆鑄時葉輪變形收縮，提高葉輪成品合格率，提高離心泵效率與使用壽命。
【專利說明】
-種離心累葉輪鑄造工藝
技術領域
[0001] 本發明設及多級離屯、累，具體設及一種離屯、累葉輪精密鑄造工藝，屬于離屯、累葉 輪鑄造技術領域。
【背景技術】
[0002] 離屯、累結構復雜、精度要求高，故對鑄造工藝要求十分嚴格。特別是高速離屯、累葉 輪，作為影響多級離屯、累工作效率的關鍵部件之一，對鑄造工藝要求更高，葉輪形線的正確 性直接影響離屯、累使用效率，產品精度與設計尺寸的契合度高度統一，是保證離屯、累效率 的最主要因素。目前，累行業廠家均采用精密鑄造方法來降低葉輪變形量，其精密鑄造方案 為，中屯、孔不鑄出，并加補貼至上口環部位內誘的上端面，并將橫誘冒口模型焊至相應處， 如圖1、圖2和圖3所示。圖1所示為誘注形成的原始產品，其中網格剖面線為需要加工或者切 割掉的部分，剩下部分即斜剖面線才是實際需要的葉輪產品。由于中屯、孔封閉，精鑄模殼中 空無加強，在賠燒過程中，中屯、孔位為空，強度較低，口環腔沿軸向膨脹，造成葉片型線整體 上移，進而影響產品水力性能。同時，誘鑄過程中，模殼中屯、孔下表面直接受到鋼水沖擊，極 易造成下口環變形或漏水，造成較高的廢品率。
[0003] 不鑄出中屯、孔的工藝方案其變形原因具體分析如下： 1)蠟型的變形分為W下Ξ個階段： 1.1) 壓制模型后，高溫蠟液收縮，由于仍然在金屬模型中保壓，不發生變形。
[0004] 1.2)取出后，室溫保壓過程中在蠟模中存在的應力逐步釋放，發生膨脹，或非均勻 變形，而蠟致密度并不高，應力不大，因此變形程度仍然很小。
[0005] 1.3)抽忍過程是蠟變形的主要階段之一，尿素忍溶解后，流道內部形線變化區間 增大，且整體失去支撐，發生變形。
[0006] 2)制殼變形分為W下兩個階段： 2.1) 脫蠟過程變形：制殼脫蠟時，在中溫脫蠟蓋中加熱，殼型發生變形，雖然莫來石與 娃溶膠高溫強度好，仍會有細微形變。
[0007] 2.2)賠燒過程變形:是包括蠟模變形內的變形量最大的階段，整體殼型在1050°C 下賠燒，無支撐部位發生翅起、彎曲。
[000引 3)誘鑄過程變形 3.1) 沖擊形變，高溫鋼水在短時間內直接沖擊模型，造成沖擊變形。
[0009] 3.2)凝固過程變形，是變形量最大的過程之一，凝固收縮過程中，葉片蓋板收縮受 到葉片阻礙，變形量較小，但中屯、部位為無阻力收縮，變形沿軸線方向進行，進而導致葉輪 整體變形。
[0010] 總之，采用傳統的中屯、不鑄孔工藝很難控制毛巧的收縮變形，造成葉輪局部收縮 變形，葉片形線發生變化，增大了產品與設計計算流量、揚程等參數的差異，是造成葉輪難 W達到驗收級別的根本原因之一。
【發明內容】
[0011] 針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的是提供一種離屯、累葉輪精密鑄造工 藝，本工藝能夠保證精密鑄造過程中殼型形狀尺寸穩定，進而減少誘鑄時葉輪變形收縮，提 高葉輪成品合格率，提高離屯、累效率與使用壽命。
[0012] 為解決上述技術問題，本發明采用了 W下技術方案： 一種離屯、累葉輪鑄造工藝，其核屯、為根據模殼進行誘注的過程，所述模殼具有與待鑄 造葉輪軸孔對應的中屯、孔，W使葉輪軸孔不鑄出；其特征在于:所述模殼中屯、孔內壁沿圓周 均勻設有2-4道軸向的筋條，W使誘注時形成中屯、柱狀直誘道和與中屯、柱狀直誘道連為一 體的2-4道分流內誘道，所述分流內誘道由相鄰兩筋條之間的區域在誘注時形成。
[001引中屯、柱狀直誘道直徑g小于葉輪軸孔直徑。
[0014] 分流內誘道高度尺寸為內口環高度。
[0015] 模殼中屯、孔具有向上的弧形突起，W使葉輪軸孔底端誘鑄形成弧形凹槽，凹槽弧 度為內口環直徑的1.1-2倍。
[0016] 誘注時，直誘尺寸a為外口環厚度D的1.05-1.2倍，橫誘尺寸b為直誘尺寸a的1.05- 1.2倍，冒口徑C為橫誘尺寸b的1. 5-3倍，冒口尺寸e為冒口徑C的1. 2-2倍，分流內誘寬度f 為內口環厚度d的1.05-1.2倍，中屯、柱狀直誘直徑g為內口環高度h的1.1-1.3倍;弧形凹槽 的頂部到葉輪最底端的高度j為內口環高度h的0.2-0.5倍。
[0017] 與現有技術相比，本發明具有如下有益效果： 1、本工藝在葉輪中屯、孔位放置柱狀直誘道，并均勻分流四道內誘，建立了有效的變形 阻力，內誘同時起到加強筋的作用，連接到殼型實體，無論在脫蠟、模殼賠燒，或在凝固過程 中，對阻礙收縮變形都起到積極作用。
[0018] 2、本發明模殼中屯、孔內壁設置2-4道筋條，有利于抑制模殼賠燒過程變形，有效的 提高了模殼的強度，保證了模殼外形尺寸與設計尺寸的一致性，進而減少了由于模殼變形 引起的葉輪形線變形。
[0019] 3、本工藝誘鑄得到的葉輪軸孔位置形成有與模殼筋條對應的通孔，由于通孔結 構，便于后續加工將葉輪軸孔切割出來。
[0020] 4、本發明中屯、柱狀底部采用弧形凹槽分流方式可W有效減小模殼受到的沖擊力， 減小模殼漏水的風險，提高成本合格率。
[0021] 總之，本發明制模過程變形小，精密鑄造過程中充型平穩，壓力頭均一，收縮應力 均一，通過改造誘鑄系統，鑄件收縮受阻，保證葉輪葉片的形線，提高葉輪的等級。本發明在 傳統工藝基礎上改善了傳統工藝對尺寸變形難W控制的弊端，提高了葉輪成品率，進一步 提高了離屯、累葉輪的工作效率，實現了較高的經濟價值。
【附圖說明】
[0022] 圖1-現有誘鑄系統構型圖。
[0023]圖2-圖1俯視圖。
[0024] 圖3-現有葉輪軸孔不鑄出示意圖。
[0025] 圖4-本發明改良后誘鑄系統構型圖。
[0026] 圖5-圖4A向視圖。
[0027] 圖6-對比實驗中傳統工藝葉輪測量數據點示意圖。
【具體實施方式】
[0028] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明進行詳細說明。
[0029] 參見圖4-圖5,從圖上可W看出，本發明離屯、累葉輪鑄造工藝，其核屯、為根據模殼 進行誘注的過程，所述模殼具有與待鑄造葉輪軸孔對應的中屯、孔，W使葉輪軸孔不鑄出，誘 鑄后再通過切削等工藝加工出葉輪軸孔。所述模殼中屯、孔內壁沿圓周均勻設有2-4道軸向 的筋條，W使誘注時形成中屯、柱狀直誘道和與中屯、柱狀直誘道連為一體的2-4道分流內誘 道，所述分流內誘道由相鄰兩筋條之間的區域在誘注時形成。實際設計時，筋條為4道并呈 90°扇環形，運樣誘鑄出來的葉輪軸孔部位橫截面為十字結構，十字相交部分構成中屯、柱狀 直誘道，其余部分構成4道分流內誘道。
[0030] 中屯、柱狀直誘道直徑g小于葉輪軸孔直徑，在保證補縮能力情況下，增加模殼中局 部填砂厚度，增加殼型強度。
[0031] 模殼中屯、孔具有向上的弧形突起，W使葉輪軸孔底端誘鑄形成弧形凹槽，凹槽弧 度為內口環直徑的1.1-2倍。
[0032] 本發明采用中屯、柱狀分流誘鑄系統，將W往中屯、孔封閉的方法改良為中屯、柱狀直 誘與分流內誘協同應用的方案。實際誘鑄時，誘鑄系統各部分尺寸見表1。各符號所表示的 尺寸見圖4和圖5。
[0033] 表 1
其中，D為外口環厚度，d為內口環厚度，h為內口環高度;J指弧形凹槽的頂部到葉輪最 底端的高度； 本發明與原誘鑄系統基本數據對比如下，其中實收率=零件毛巧重量/(零件毛巧重量+ 誘冒系統重量）。
[0034]
賠燒過程中，模殼變形是影響葉輪形線變化的主要原因之一，中屯、柱狀分流系統在補 縮性能上等同于原工藝，但分流內誘同時起到加強筋的作用，葉輪結構尺寸變化極小，對提 高離屯、累效率極為有力。
[0035] 本發明采用中屯、柱狀分流誘鑄系統進行誘鑄，在中屯、孔位置放置柱狀直誘道，代 替原工藝不鑄出孔。中屯、柱狀直誘道采用2-4道分流內誘，分流內誘道寬度尺寸為內口環厚 度的1.05-2倍，高度尺寸為內口環高度。
[0036] 為了驗證本發明改進后的效果，W下采用實驗進行對比說明。
[0037] 實驗方法 1)采用15化12作為鑄造材料，鑄造某型號次級葉輪，新老工藝各兩個葉輪作為樣件。
[0038] 2)采用娃溶膠與莫來石為精密鑄造輔料，中溫蠟作為蠟型原料。
[0039] 3)分別對新老工藝誘鑄的葉輪進行解剖，分Ξ點檢查葉片根部形線并比較工藝優 劣。
[0040] 4)詳細工藝參數見表2; 表2精密鑄造實驗參數
' 5)傳統工藝采用的軸線中屯、孔不鑄出，沿中屯、熱節方向厚度不斷增大。 '
[0041] 6)本工藝采取中屯、直誘分流系統，替代傳統工藝鑄造半孔的方法。
[0042] 實驗結果 加工后發現傳統工藝所采用的中屯、孔不鑄出方法，葉輪中屯、沿軸線方向變形，變形量 約為巧-7mm，無加工余量，葉片形線發生嚴重變化，如圖6(其中粗實線為變形后形線，細實 線為設計形線）。
[0043] 而本發明中屯、直誘分流系統在同種工藝參數下同位置變形量僅為+0.2-0.5mm，尺 寸精度達到A-B級葉輪檢驗標準，如表3、4所示。
[0044] 表3傳統工藝葉輪變形檢測數據
' 與傳統工藝相比，改進后的新工藝采用中屯、直誘分流系統，保證熱節沿軸線方向逐漸' 增大的基礎上，改良傳統工藝中的誘鑄系統，在中屯、孔位放置柱狀直誘道，并均勻分流四道 內誘。建立了有效的變形阻力，內誘同時起到加強筋的作用，連接到殼型實體，無論在脫蠟、 賠燒，或在凝固過程中，對阻礙收縮變形都起到積極作用，產品較傳統工藝更具有質量優 勢。本發明在傳統工藝基礎上改善了傳統工藝對尺寸變形難W控制的弊端，提高了葉輪成 品率，進一步提高了離屯、累葉輪的工作效率，實現了較高的經濟價值。
[0045] 最后說明的是，上述實施例僅用于說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照較 佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可W對本發明的技 術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本 發明的權利要求范圍當中。
【主權項】
1. 一種離心栗葉輪鑄造工藝，其核心為根據模殼進行澆注的過程，所述模殼具有與待 鑄造葉輪軸孔對應的中心孔，以使葉輪軸孔不鑄出；其特征在于:所述模殼中心孔內壁沿圓 周均勻設有2-4道軸向的筋條，以使澆注時形成中心柱狀直澆道和與中心柱狀直澆道連為 一體的2-4道分流內澆道，所述分流內澆道由相鄰兩筋條之間的區域在澆注時形成。2. 根據權利要求1所述的離心栗葉輪鑄造工藝，其特征在于:分流內澆道高度尺寸為內 口環高度。3. 根據權利要求1所述的離心栗葉輪鑄造工藝，其特征在于:模殼中心孔具有向上的弧 形突起，以使葉輪軸孔底端澆鑄形成弧形凹槽，凹槽弧度為內口環直徑的1.1-2倍。4. 根據權利要求1所述的離心栗葉輪鑄造工藝，其特征在于:澆注時，直澆尺寸a為外口 環厚度D的1.05-1.2倍，橫澆尺寸b為直澆尺寸a的1.05-1.2倍，冒口徑c為橫澆尺寸b的1. 5-3倍，冒口尺寸e為冒口徑c的1. 2-2倍，分流內澆寬度f為內口環厚度d的1.05-1.2倍，中 心柱狀直澆直徑g為內口環高度h的1.1-1.3倍;弧形凹槽的頂部到葉輪最底端的高度j為內 口環高度h的0.2-0.5倍。
【文檔編號】B22C9/08GK105834376SQ201610358446
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月26日
【發明人】王帆, 楊星旗, 穆磊, 何艷
【申請人】重慶水泵廠有限責任公司