[发明专利]一种泥浆泵用空心曲轴的铸造方法

说明书

技术领域

本发明属于机械设备铸造技术领域，涉及一种泥浆泵用空心曲轴的铸造方法。 

背景技术

石油钻采设备中的泥浆泵用量很大，空心曲轴又是泥浆泵中的最为重要的传动零件，材质为ZG35CrMoA，其结构复杂、尺寸较大，结构上设置有3个拐如图1所示，互成120度如图2所示，中间设计为空心且形状复杂如图1所示。 

由于该空心曲轴的铸造工艺设计和生产制造都十分困难，长期以来采用过多种铸造工艺方案，但铸造出来的空心曲轴毛坯经常会由于偏芯、漂芯出现壁厚不均的现象，或由于冒口设置不合理出现局部缩孔、缩松的缺陷，废损率极高，迫切需要创新出新的铸造方法，提高产品的合格率。 

发明内容

本发明的目的是提供一种泥浆泵用空心曲轴的铸造方法，解决了现有技术中曲轴由于偏芯、漂芯出现壁厚不均，或冒口设置不合理出现的局部缩孔或缩松缺陷的问题。 

本发明所采用的技术方案是，一种泥浆泵用空心曲轴的铸造方法，利用铸造模型，按照以下步骤实施： 

2.1）按照铸造工艺图纸，制作空心曲轴的实样和芯盒，无法正常起模的地方制作成活块； 

2.2）按照铸造工艺图纸，安装好下砂箱、大明冒口、集渣包和浇注通道，造型时型砂常温强度应大于1.5MPa，在砂型中设置明、暗气眼，对造好的砂型按工艺要求在一拐和三拐处分别设置防裂筋； 

2.3）按照铸造工艺图纸，制作砂芯及芯头型体，先制作芯骨主杆，在芯骨主杆上开设两组过孔，在每个过孔中焊接一个钢质圆形定位环；再根据芯盒的形状在芯骨主杆上采用钢筋焊接多处加强支架，然后在芯骨主杆上缠绕草绳和排气绳，最后将做好的芯骨放置芯盒内填砂硬化； 

2.4）喷刷涂料，将造好的砂型和砂芯及芯头型体涂刷多遍； 

2.5）合箱，按照铸造工艺图纸，先制作好两根碳钢拉杆，将制作好的砂芯及芯头型体放置在砂型的腔内，调好位置后利用拉杆将砂芯及芯头型体与下砂箱底板固定，清理干净型腔残砂，最后扣合好上砂箱并固定可靠； 

2.6）浇注； 

2.7）开箱，浇注后50～60小时开箱，清除空心曲轴表面的粘砂，趁热切割冒口、集渣包、拉杆和浇注通道，切割温度为200℃～250℃； 

2.8）一次喷砂，对空心曲轴进行喷砂； 

2.9）打磨和修复； 

2.10）正火处理； 

2.11）二次喷砂，对空心曲轴再次进行喷砂； 

2.12）加工空心曲轴两端头轴孔，即成。 

本发明的有益效果是，采用两根Φ30mm的拉杆使芯骨主杆与下砂箱固定，有效防止由于钢液对砂芯产生的巨大浮力造成砂芯断裂或变形，解决了偏芯或漂芯壁厚不均的难题；将原工艺中设置大小两个冒口或3个冒口的工艺改为一个大明冒口补缩的工艺方案，有效地实现了顺序凝固，防止由于大 冒口补缩小冒口造成的小冒口下局部缩孔或缩松的缺陷，从而提高空心曲轴的探伤合格率，增加了毛坯的工艺出品率，提升了铸件质量。 

附图说明

图1是本发明方法所要铸造的空心曲轴的剖面示意图； 

图2是图1的左视图； 

图3是本发明的空心曲轴铸造方法的工作原理示意图； 

图4是图3中定位环7的放大图。 

图中，1.空心曲轴，2.内部空腔，3.砂芯及芯头型体，4.大明冒口，5.芯骨主杆，6.拉杆，7.定位环，8.砂型，9.下砂箱，10.螺栓，11.浇注通道，12.分型面，13.集渣包，14.防裂筋， 

另外，Ⅰ处为一拐，Ⅱ处为二拐，Ⅲ处为三拐。 

具体实施方式

参照图1、图2，是本发明的泥浆泵用空心曲轴的铸造方法，所要铸造的空心曲轴的剖面后的型腔结构图，空心曲轴1的内腔中设置有一处内部空腔2，以及三处拐（Ⅰ处为一拐，Ⅱ处为二拐，Ⅲ处为三拐）。 

参照图3，本发明的空心曲轴铸造方法的砂箱安装结构是，包括上砂箱和下砂箱9（图3中未显示上砂箱），上砂箱和下砂箱9中分别设置有空心曲轴1的砂型8，在上砂箱上的二拐处大盘最高处设置有一个大明冒口4，在上砂箱上的一拐处设置有一个集渣包13； 

下砂箱9中设置有浇注通道11和防裂筋14； 

浇注通道11采用双层阶梯浇注通道，浇注初期钢液从下层内浇口注入，有利于钢液平稳充型，使气体和渣子方便排出。由于上层内浇道设置有一定倾角，因此，等临注满时上层内浇道才起作用，这样能使上层钢液温度长时 间过热，有利于补缩。