[发明专利]水平中开多级输油泵体铸造工艺

说明书

技术领域

本发明属于铸造技术领域，特别涉及一种水平中开多级输油泵体的铸造工艺。

背景技术

传统铸造工艺铸造的中开泵泵体，在级数较少情况下，其流道较宽敞，承压小，壁较薄，壁厚差异小，在控制好浇注温度的情况下，用普通型砂造型，易清砂，达到使用要求。但当级数达到7级以上时，缩小其体积后，流道尺寸被缩小，而承压增大，造成流道与外部壁厚差异增加，导致铸造难度增加；当流道设计接近半圆，弧度大，一般的清砂工具较难清理。由于中开多级离心泵体的特殊结构，铸造时只能采用底注式浇注，对于上部最后凝固的厚大轮毂处虽可通过设置冒口补缩，使上部组织致密，但对于下部最后凝固的厚大轮毂处因无法采取补缩措施，得不到金属液补缩而产生缩孔、缩松。由于铸造时内腔被高温液体全部包围，使用一般型砂制作的砂芯难以抵抗浇注温度和凝固时高达1600℃左、右的高温而被烧结，且一般型砂造型易造成严重的化学粘砂，使铸件成型后难以清理，造成报废。

发明内容

本发明的目的，在于结合综上所述的中开泵泵体铸造中存在着的诸多问题和弊端，提供一种精度高，铸件内部组织致密、结构紧凑、体积小，流道内无粘砂、耐蚀、耐磨，运行平稳，使用效果好的水平中开多级输油泵体的铸造工艺。

本发明的水平中开多级输油泵体的铸造工艺，结合常规的芯盒制备、配砂、造型、浇注、清砂、去除浇冒口，热处理环节为基础。采用铝合金材料，沿中开面向上处设置的分型面分别制备成整体结构的上、下模具，并经数控加工机床加工后分别置于上、下砂箱内，再用树脂砂复制成上、下铸型。视型腔形状用数控加工机床分别制备底板砂芯与砂芯的模具，并将60～80％的铬矿砂与20～40％的锆英砂配制的成混合砂复制底板砂芯与砂芯，再将砂芯预配至底板砂芯上后置于下铸型内，上、下铸型内分别设置有冒口与内浇道，内浇道、横浇道、直浇道依次连通。浇注的金属液经由直浇道依次进入横浇道、内浇道，再引入由上、下铸型和底板芯、砂芯组成的型腔进行底浇。当浇注的金属液由下至上到达冒口的顶部时浇注完毕，即向冒口内加入发热剂。最后待铸件全部冷却后，打开上、下砂箱，经清砂、去除浇冒口后进行热处理，而获得水平中开多级输油泵体的铸件。

本发明的水平中开多级输油泵体铸造工艺，适应于各种铸钢合金泵体的铸造，其铸件尺寸精度高，流道光滑，无粘砂、烧结，铸件组织致密、结构紧凑、体积小，运行平稳，耐蚀、耐磨、使用效果好。

附图说明

图1，系本发明的水平中开多级输油泵体铸造工艺的合型铸造图；

图2，系图1中A-A的剖视图。

具体实施方式

以下结合上述附图实例，对本发明的水平中开多级输油泵体铸造工艺作进一步详述。

本发明的水平中开多级输油泵体铸造工艺，结合常规的芯盒制备、配砂、造型、浇注、清砂、去除浇冒口、热处理环节为基础，并以十级泵体几何尺寸2360×1086×345(mm)、壁厚17～145(mm)、流道复杂、狭窄等特点，采用铝合金材料ZG1.4460为本发明的实施例，对本发明的水平中开多级输油泵体铸造工艺进行详述。

本发明根据水平中开多级输油泵体的流道图设计其铸造工艺，应用CAE/InteCAST技术对外型和砂芯合理分块和片，采用铝合金材料制造模具，用铸铁平板做模具型板，沿中开面9向上200mm处设置的分型面2分别制备成整体结构的上、下模具，并经数控加工机床加工后分别置于上砂箱13、下砂箱12内，再用树脂砂复制成上铸型6、下铸型11，造型后的上铸型6、下铸型11的分型面2自然地产生在模具的分模面上。

本发明的水平中开多级输油泵体，视型腔形状用数控加工机床分别制备底板砂芯3、砂芯4的模具，经数控加工机床加工的模具其加工精度可达0.003～0.005mm。为避免内型腔在高温下不被粘砂、烧结，将60～80％的铬矿砂与20～40％的锆英砂配制成的混合砂复制底板砂芯3、砂芯4，再将砂芯4预配至底板砂芯3上后置于表面涂有醇基锆英涂料的下铸型11内，然后将上铸型6合于下铸型11上而构成整个铸型。

本发明的水平中开多级输油泵体整体铸造时，应严格控制金属液浇注后的凝固顺序，因此必须在上铸型6内设置8～12个直径为轮毂尺寸厚2～2.5倍的冒口5，并采用底注式浇注系统，在下铸型11内设置3～5个内浇道10，从而能有效地分散热量，使金属液浇注平稳、无飞溅、氧化和避免冲刷铸型的目的。

本发明的水平中开多级输油泵体的内浇道10与横浇道8连通，横浇道8与预埋于铸型一侧、直径为80mm的陶瓷材料制成的直浇道1连通，内浇道10的截面积为直浇道1的1.2～1.5倍。浇注的金属液经由直浇道1依次进入横浇道8、内浇道10，再引入由上铸型6、下铸型11和底板芯3、砂芯4组成的型腔进行底浇，从而均匀地分散金属液的热量，减少对底板芯3和砂芯4的热影响。当浇注的金属液由下至上到达冒口5的顶部时浇注完毕，即向冒口5内加入发热剂7，从而延长冒口5内金属液的补缩时间，达到本发明的水平中开多级输油泵体铸件在整个凝固结晶过程中能获得金属液的补缩，致使铸件内的缩孔和缩松最终被引入冒口5内。最后待铸件全部冷却后，打开上砂箱13、下砂箱12，经清砂、除去直浇道1、横浇道8、内浇道10和冒口5，再进行热处理，而获得致密而完整的水平中开多级输油泵体铸件。