本發(fā)明涉及金屬整體鑄造技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)域中的一種雙盤法蘭及穿墻法蘭球墨鑄鐵直管整鑄技術(shù)，特別涉及DN100-DN200×3米以上球墨鑄鐵雙盤穿墻法蘭直管整體鑄造。

背景技術(shù)：

目前，用于承壓的球墨鑄鐵雙法蘭直管及穿墻雙盤管多數(shù)采用焊接制造工藝。由于受鑄鐵焊接材料的限制，焊接部位均為“異質(zhì)”焊縫，由于焊縫與基體材質(zhì)不同，加上焊縫熱影響區(qū)的干擾，焊接法蘭管的機(jī)械性能很難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。按ISO2531；2009國際標(biāo)準(zhǔn)和GB/T13295-2013國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，DN40-DN1000的球墨鑄鐵管最小抗拉強(qiáng)度為420MPa,延伸率≥10％，焊接法蘭焊縫強(qiáng)度一般在180-220MPa之間，延伸率在2-5％之間，低于標(biāo)準(zhǔn)1倍以上。在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)為；受熱影響區(qū)和金相組織影響，應(yīng)力集中，焊縫脆性大，不耐沖擊，易開焊斷裂，在倉儲，運(yùn)輸，安裝，使用過程中多次出現(xiàn)事故，因此，用戶迫切需求整鑄法蘭管。

我國目前整鑄法蘭管多數(shù)采用普通砂型鑄造和消失模鑄造。其中普通砂型鑄造存在的主要問題是，管壁厚不均勻，彎曲變形；消失模鑄造存在的主要問題是，夾渣，氣孔多，水壓試驗(yàn)漏水率大。特別需要指出的是，管徑規(guī)格越小，長度越長，存在上述缺陷的幾率越大，DN200以下，長度在2米以上的法蘭管很難整鑄成型，即便成型，合格率也很低，無法滿足市場需求。因此，研制開發(fā)一種雙盤法蘭及穿墻法蘭球墨鑄鐵直管整鑄技術(shù)一直是急待解決的新課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種雙盤法蘭及穿墻法蘭球墨鑄鐵直管整鑄技術(shù)，該發(fā)明用球墨鑄鐵整鑄法蘭管替代焊接法蘭管，法蘭管身一次整鑄成型，完全滿足國家GB/T13295-2013，國際ISO2531，2009標(biāo)準(zhǔn)要求，有效的降低安全風(fēng)險(xiǎn)，提高產(chǎn)品使用壽命。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種雙盤法蘭及穿墻法蘭球墨鑄鐵直管整鑄技術(shù)，包括下節(jié)法蘭外模、穿墻法蘭節(jié)外模、過渡節(jié)外模、上節(jié)法蘭外模、上節(jié)型芯、鋼管骨架、上壓板、直澆道、螺母、過度節(jié)型芯、分型面定位臺、內(nèi)澆道、穿墻法蘭、型芯連接套、下節(jié)型芯、螺桿、下壓板，在下壓板上設(shè)置螺桿，并用螺母在下壓板下部固定，在下壓板上設(shè)置下節(jié)型芯和型芯連接套及穿墻法蘭，在下節(jié)法蘭外模上設(shè)置穿墻法蘭節(jié)外模，在穿墻法蘭節(jié)外模上設(shè)置過渡節(jié)外模和上節(jié)法蘭外模，在下節(jié)型芯的右中部設(shè)置內(nèi)澆道，在下節(jié)型芯的右部設(shè)置過度節(jié)型芯和分型面定位臺，在過度節(jié)型芯和分型面定位臺中間設(shè)置直澆道，在下節(jié)型芯的上部設(shè)置上節(jié)型芯和鋼管骨架，在螺桿的上部設(shè)置上壓板，并用螺母在上壓板上部固定；

所述的一種雙盤法蘭及穿墻法蘭球墨鑄鐵直管整鑄技術(shù)的工作原理及使用操作方法是：利用酚醛樹脂冷芯盒射芯機(jī)分段造型，制芯，根據(jù)射芯機(jī)工作臺面及法蘭管長度規(guī)格，設(shè)計(jì)分段長度為0,5米；利用酚醛樹脂砂硬度高，強(qiáng)度大的特點(diǎn)，將型與芯垂直疊加到用戶對法蘭管需求長度，在3,5米長度內(nèi)任意選擇；型與型疊加定位通過自身的凹凸臺完成，既有利于澆注排氣，又可防止漏鐵；直澆道，內(nèi)澆道與鑄型同時(shí)成型，實(shí)現(xiàn)階梯澆注；穿墻法蘭管通過調(diào)整鑄型模具，將法蘭安放在用戶指定的任意位置；疊加的鑄型為防止?jié)沧r(shí)臺箱，用專用緊固裝置鎖緊固定；澆注時(shí)為防止煙塵擴(kuò)散污染環(huán)境，將鑄型置于負(fù)壓砂箱中，用干砂掩埋并抽真空，利用負(fù)壓將廢氣送入除塵器；利用多節(jié)鑄型疊加澆注，實(shí)現(xiàn)小口徑長法蘭管整鑄，克服其他鑄造方法和焊接法蘭的鑄造缺陷多，成型率低，金相，性能不達(dá)標(biāo)等難題；利用小型射芯機(jī)，實(shí)現(xiàn)小口徑長法蘭管整鑄，節(jié)約設(shè)備投資和模具，工裝投資費(fèi)用；“積木式”的模具設(shè)計(jì)，滿足不同長度規(guī)格，不同壓力等級，不同穿墻法蘭位置的需求；水平分型，垂直階梯負(fù)壓澆注，提高了成型合格率和一次水壓合格率，成型合格率可達(dá)98％，一次水壓合格率可達(dá)92％，是普通砂型鑄造、消失模鑄造的2-3倍，生產(chǎn)效率高達(dá)5倍，實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，滿足市場需求；整鑄一體的法蘭和穿墻法蘭與焊接法蘭相比，機(jī)械性能高一倍，整體金相組織完全一致，質(zhì)量更可靠，用戶更滿意；負(fù)壓澆注不僅使合金組織更致密，更有利于保護(hù)環(huán)境，澆注中產(chǎn)生的廢氣，粉塵全部回收，真正實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保鑄造；

所述的一種雙盤法蘭及穿墻法蘭球墨鑄鐵直管整鑄技術(shù)的鑄造方法是：

（1）模具準(zhǔn)備：安裝在管身上的法蘭盤可以自由更換為PN10，PN16，PN25，PN值不同（壓力等級），法蘭的厚度，螺栓孔徑，孔數(shù)也不同；穿墻法蘭位置是通過調(diào)整直管長度完成的；

（2）利用射芯機(jī)制備模型簇；將混制好的酚醛樹脂砂射入模具型腔中，吹三乙胺固化成型，脫模后備用；

（3）疊加裝配模型簇及型芯；將制備好的模型簇垂直疊加裝配，兩半型芯包裹在鋼管骨架上，接頭部分用樹脂砂套承插聯(lián)接；

（4）將裝配好的模型簇利用夾具鎖緊；夾具是通過上下壓板用長螺栓緊固；

（5）將鎖緊好的模型簇置于負(fù)壓砂箱中；負(fù)壓砂箱設(shè)有抽真空管，在真空泵工作時(shí)調(diào)節(jié)控制閥門，控制負(fù)壓大??；

（6）填充干砂并震實(shí)，覆膜后抽真空；填充干砂的過程是邊填砂邊震實(shí)，砂箱填滿后在上表面覆蓋塑料薄膜密封，抽真空緊實(shí)型砂；

（7）將制備好的鐵水在負(fù)壓下注入模型中；在-0,7Pa壓力下澆注不僅使合金組織更致密，而且更環(huán)保；

（8）冷卻，開箱；澆注后6分鐘關(guān)閉負(fù)壓，自然冷卻2小時(shí)后，將鑄件從砂箱中取出；

（9）清砂修磨；對鑄件進(jìn)行拋丸清砂，修磨毛刺，檢測外觀及尺寸合格；

（10）機(jī)械加工；加工法蘭密封水線；

（11）防腐處理；水壓試驗(yàn)合格后進(jìn)行內(nèi)外防腐；

（12）包裝，入庫，噴嘜頭后包裝，入庫待發(fā)運(yùn)。

本發(fā)明的要點(diǎn)在于它的結(jié)構(gòu)、工作原理及鑄造方法。

一種雙盤法蘭及穿墻法蘭球墨鑄鐵直管整鑄技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有水平分型，垂直階梯負(fù)壓澆注，提高成型合格率和一次水壓合格率，成型合格率可達(dá)98％，一次水壓合格率可達(dá)92％，是普通砂型鑄造、消失模鑄造的2-3倍，生產(chǎn)效率高達(dá)5倍，實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，滿足市場需求，整鑄一體的法蘭和穿墻法蘭與焊接法蘭相比，機(jī)械性能高一倍，整體金相組織完全一致，質(zhì)量更可靠，用戶更滿意，負(fù)壓澆注不僅使合金組織更致密，更有利于保護(hù)環(huán)境，澆注中產(chǎn)生的廢氣、粉塵全部回收，真正實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保鑄造等優(yōu)點(diǎn)，將廣泛的應(yīng)用于金屬整體鑄造技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)域中。

附圖說明

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是用本發(fā)明鑄造方法鑄造雙盤法蘭管產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是用本發(fā)明鑄造方法鑄造單盤穿墻法蘭管產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是用本發(fā)明鑄造方法鑄造焊接雙盤法蘭管產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是用本發(fā)明鑄造方法鑄造雙盤穿墻法蘭管產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是用本發(fā)明鑄造方法鑄造雙插穿墻法蘭管產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是用本發(fā)明鑄造方法鑄造焊接單盤穿墻法蘭管產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是本發(fā)明是將模型族放入真空砂箱的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

參照附圖，一種雙盤法蘭及穿墻法蘭球墨鑄鐵直管整鑄技術(shù)，包括下節(jié)法蘭外模1、穿墻法蘭節(jié)外模2、過渡節(jié)外模3、上節(jié)法蘭外模4、上節(jié)型芯5、鋼管骨架6、上壓板7、直澆道8、螺母9、過度節(jié)型芯10、分型面定位臺11、內(nèi)澆道12、穿墻法蘭13、型芯連接套14、下節(jié)型芯15、螺桿16、下壓板17，在下壓板17上設(shè)置螺桿16，并用螺母9在下壓板17下部固定，在下壓板17上設(shè)置下節(jié)型芯15和型芯連接套14及穿墻法蘭13，在下節(jié)法蘭外模1上設(shè)置穿墻法蘭節(jié)外模2，在穿墻法蘭節(jié)外模2上設(shè)置過渡節(jié)外模3和上節(jié)法蘭外模4，在下節(jié)型芯15的右中部設(shè)置內(nèi)澆道12，在下節(jié)型芯15的右部設(shè)置過度節(jié)型芯10和分型面定位臺11，在過度節(jié)型芯10和分型面定位臺11中間設(shè)置直澆道8，在下節(jié)型芯15的上部設(shè)置上節(jié)型芯5和鋼管骨架6，在螺桿16的上部設(shè)置上壓板7，并用螺母9在上壓板7上部固定。

所述的一種雙盤法蘭及穿墻法蘭球墨鑄鐵直管整鑄技術(shù)的工作原理及使用操作方法是：利用酚醛樹脂冷芯盒射芯機(jī)分段造型，制芯，根據(jù)射芯機(jī)工作臺面及法蘭管長度規(guī)格，設(shè)計(jì)分段長度為0,5米；利用酚醛樹脂砂硬度高，強(qiáng)度大的特點(diǎn)，將型與芯垂直疊加到用戶對法蘭管需求長度，在3,5米長度內(nèi)任意選擇；型與型疊加定位通過自身的凹凸臺完成，既有利于澆注排氣，又可防止漏鐵；直澆道，內(nèi)澆道與鑄型同時(shí)成型，實(shí)現(xiàn)階梯澆注；穿墻法蘭管通過調(diào)整鑄型模具，將法蘭安放在用戶指定的任意位置；疊加的鑄型為防止?jié)沧r(shí)臺箱，用專用緊固裝置鎖緊固定；澆注時(shí)為防止煙塵擴(kuò)散污染環(huán)境，將鑄型置于負(fù)壓砂箱中，用干砂掩埋并抽真空，利用負(fù)壓將廢氣送入除塵器；利用多節(jié)鑄型疊加澆注，實(shí)現(xiàn)小口徑長法蘭管整鑄，克服其他鑄造方法和焊接法蘭的鑄造缺陷多，成型率低，金相，性能不達(dá)標(biāo)等難題；利用小型射芯機(jī)，實(shí)現(xiàn)小口徑長法蘭管整鑄，節(jié)約設(shè)備投資和模具，工裝投資費(fèi)用；“積木式”的模具設(shè)計(jì)，滿足不同長度規(guī)格，不同壓力等級，不同穿墻法蘭位置的需求；水平分型，垂直階梯負(fù)壓澆注，提高了成型合格率和一次水壓合格率，成型合格率可達(dá)98％，一次水壓合格率可達(dá)92％，是普通砂型鑄造、消失模鑄造的2-3倍，生產(chǎn)效率高達(dá)5倍，實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，滿足市場需求；整鑄一體的法蘭和穿墻法蘭與焊接法蘭相比，機(jī)械性能高一倍，整體金相組織完全一致，質(zhì)量更可靠，用戶更滿意；負(fù)壓澆注不僅使合金組織更致密，更有利于保護(hù)環(huán)境，澆注中產(chǎn)生的廢氣，粉塵全部回收，真正實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保鑄造；

所述的一種雙盤法蘭及穿墻法蘭球墨鑄鐵直管整鑄技術(shù)的鑄造方法是：

（1）模具準(zhǔn)備：安裝在管身上的法蘭盤可以自由更換為PN10，PN16，PN25，PN值不同（壓力等級），法蘭的厚度，螺栓孔徑，孔數(shù)也不同。穿墻法蘭位置是通過調(diào)整直管長度完成的；

（2）利用射芯機(jī)制備模型簇；將混制好的酚醛樹脂砂射入模具型腔中，吹三乙胺固化成型，脫模后備用；

（3）疊加裝配模型簇及型芯；將制備好的模型簇垂直疊加裝配，兩半型芯包裹在鋼管骨架上，接頭部分用樹脂砂套承插聯(lián)接；

（4）將裝配好的模型簇利用夾具鎖緊；夾具是通過上下壓板用長螺栓緊固；

（5）將鎖緊好的模型簇置于負(fù)壓砂箱中；負(fù)壓砂箱設(shè)有抽真空管，在真空泵工作時(shí)調(diào)節(jié)控制閥門，控制負(fù)壓大?。?/p>

（6）填充干砂并震實(shí)，覆膜后抽真空；填充干砂的過程是邊填砂邊震實(shí)，砂箱填滿后在上表面覆蓋塑料薄膜密封，抽真空緊實(shí)型砂；

（7）將制備好的鐵水在負(fù)壓下注入模型中；在-0,7Pa壓力下澆注不僅使合金組織更致密，而且更環(huán)保；

（8）冷卻，開箱；澆注后6分鐘關(guān)閉負(fù)壓，自然冷卻2小時(shí)后，將鑄件從砂箱中取出；

（9）清砂修磨；對鑄件進(jìn)行拋丸清砂，修磨毛刺，檢測外觀及尺寸合格；

（10）機(jī)械加工；加工法蘭密封水線；

（11）防腐處理；水壓試驗(yàn)合格后進(jìn)行內(nèi)外防腐；

（12）包裝，入庫，噴嘜頭后包裝，入庫待發(fā)運(yùn)。

實(shí)施例一

鑄造PN16,長度3米，DN150雙盤法蘭直管方法是：

（1）模具準(zhǔn)備

A、外模具準(zhǔn)備；準(zhǔn)備DN150，PN16下節(jié)法蘭外模具、過渡節(jié)外模具、上節(jié)法蘭外模具。

B、型芯模具準(zhǔn)備；上節(jié)型芯模具、過度節(jié)型芯模具，下節(jié)型芯模具，型芯連接套模具。

（2）造型及制芯

利用射芯機(jī)制備模型簇；將混制好的酚醛樹脂砂分別射入外模和型芯模具型腔中，吹三乙胺固化成型，脫模后備用。其中外模部分包括；上節(jié)法蘭外模1節(jié)、過渡節(jié)外模4節(jié)、上節(jié)法蘭外模1節(jié)。型芯包括；上節(jié)型芯1節(jié)、過度節(jié)型芯4節(jié)，下節(jié)型芯1節(jié)，型芯連接套5個(gè)。

（3）組合模型簇

將分段制造的外模及型芯進(jìn)行組合，過程及方法是；先組合外模，順序由下至上，利用分型面自帶的定位臺階定位。型芯的組合與外模組合同步進(jìn)行，型芯模型簇是組合在芯架上的，方法是將兩個(gè)半圓的芯塊包在芯架上，套上型芯連接套固定。當(dāng)外模組合到僅剩上節(jié)時(shí)，將完全組合好的型芯插入下節(jié)外模定位孔中，最后組合上節(jié)外模。無論是外模還是型芯連接處需用封箱膏粘接密封，防止?jié)沧r(shí)漏鐵。

（4）緊固

利用上下壓板和螺栓將模型壓緊，目的是防止?jié)沧r(shí)因鐵水壓力造成臺箱漏鐵，另一個(gè)作用是便于吊裝搬運(yùn)。

（5）將鎖緊好的模型簇置于負(fù)壓砂箱中；負(fù)壓砂箱設(shè)有抽真空管，在真空泵工作時(shí)調(diào)節(jié)控制閥門，控制負(fù)壓大小。

（6）填充干砂并震實(shí)，覆膜后抽真空；填充干砂的過程是邊填砂邊震實(shí)，砂箱填滿后在上表面覆蓋塑料薄膜密封，抽真空緊實(shí)型砂。

（7）將制備好的鐵水在負(fù)壓下注入模型中；在-0,7Pa壓力下澆注不僅使合金組織更致密，而且更環(huán)保。

（8）冷卻，開箱；澆注后6分鐘關(guān)閉負(fù)壓，自然冷卻2小時(shí)后，將鑄件從砂箱中取出。

（9）清砂修磨；對鑄件進(jìn)行拋丸清砂，修磨毛刺，檢測外觀及尺寸合格；

（10）機(jī)械加工；加工法蘭密封水線。

（11）防腐處理；水壓試驗(yàn)合格后進(jìn)行內(nèi)外防腐。

（12）包裝，入庫，噴嘜頭后包裝，入庫待發(fā)運(yùn)。

實(shí)施例二

鑄造PN10,長度2.5米，DN100盤插帶穿墻法蘭直管，穿墻法蘭距單盤法蘭1米，方法是：

（1）模具準(zhǔn)備

A、外模具準(zhǔn)備；準(zhǔn)備DN100，下節(jié)插口外模具、過渡節(jié)外模具、PN10上節(jié)法蘭外模具、穿墻法蘭節(jié)外模具。

B、型芯模具準(zhǔn)備；上節(jié)型芯模具、過度節(jié)型芯模具，下節(jié)型芯模具，型芯連接套模具。

（2）造型及制芯

利用射芯機(jī)制備模型簇；將混制好的酚醛樹脂砂分別射入外模和型芯模具型腔中，吹三乙胺固化成型，脫模后備用。其中外模部分包括；上節(jié)法蘭外模1節(jié)、長度0.5米。過渡節(jié)外模3節(jié)、其中長度0.25米2節(jié)，0.5米1節(jié)。下節(jié)插口外模1節(jié)，長度0.5米。穿墻法蘭外模1節(jié)，長度0.5米。型芯包括；上節(jié)型芯1節(jié)、過度節(jié)型芯3節(jié)，下節(jié)型芯1節(jié)，型芯連接套4個(gè)。

（3）組合模型簇

將分段制造的外模及型芯進(jìn)行組合，過程及方法是；先組合外模，順序由下至上，利用分型面自帶的定位臺階定位。型芯的組合與外模組合同步進(jìn)行，型芯模型簇是組合在芯架上的，方法是將兩個(gè)半圓的芯塊包在芯架上，套上型芯連接套固定。當(dāng)外模組合到僅剩上節(jié)時(shí)，將完全組合好的型芯插入下節(jié)外模定位孔中，最后組合上節(jié)外模。無論是外模還是型芯連接處需用封箱膏粘接密封，防止?jié)沧r(shí)漏鐵。

（4）緊固

利用上下壓板和螺栓將模型壓緊，目的是防止?jié)沧r(shí)因鐵水壓力造成臺箱漏鐵，另一個(gè)作用是便于吊裝搬運(yùn)。

（5）將鎖緊好的模型簇置于負(fù)壓砂箱中；負(fù)壓砂箱設(shè)有抽真空管，在真空泵工作時(shí)調(diào)節(jié)控制閥門，控制負(fù)壓大小。

（6）填充干砂并震實(shí)，覆膜后抽真空；填充干砂的過程是邊填砂邊震實(shí)，砂箱填滿后在上表面覆蓋塑料薄膜密封，抽真空緊實(shí)型砂。

（7）將制備好的鐵水在負(fù)壓下注入模型中；在-0,7Pa壓力下澆注不僅使合金組織更致密，而且更環(huán)保。

（8）冷卻，開箱；澆注后6分鐘關(guān)閉負(fù)壓，自然冷卻2小時(shí)后，將鑄件從砂箱中取出。

（9）清砂修磨；對鑄件進(jìn)行拋丸清砂，修磨毛刺，檢測外觀及尺寸合格；

（10）機(jī)械加工；加工法蘭密封水線。

（11）防腐處理；水壓試驗(yàn)合格后進(jìn)行內(nèi)外防腐。

（12）包裝，入庫，噴嘜頭后包裝，入庫待發(fā)運(yùn)。

下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步敘述本發(fā)明：

參照圖8，圖8中A表示去真空泵。當(dāng)將模型族放入真空砂箱時(shí)的結(jié)構(gòu)，在負(fù)壓砂箱23上設(shè)置負(fù)壓真空管21和閥門22，在負(fù)壓砂箱23內(nèi)設(shè)置模型族18，在負(fù)壓砂箱23中部設(shè)置干型砂20，在負(fù)壓砂箱23上設(shè)置塑料薄膜19。