一種重型燃機壓縮機排氣缸鑄造工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鑄造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種重型燃機壓縮機排氣缸鑄造工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]重型燃氣輪機是燃氣渦輪發(fā)動機中利用高速旋轉(zhuǎn)的葉片給空氣作功以提高空氣壓力的部件，需承受上千度的高溫環(huán)境，具有高壓、高溫、高轉(zhuǎn)速并急停急起動的特點。主要需求的廠商為美國GE、日本三菱、德國西門子等世界頂級的500強企業(yè)。產(chǎn)品主要應(yīng)用于航天、航海、發(fā)電領(lǐng)域的大型發(fā)動機中。燃氣發(fā)動機為清潔能源，發(fā)達國家已經(jīng)廣泛應(yīng)用，我國也正在加大開發(fā)力度，未來前景廣闊。
[0003]某公司生產(chǎn)的重型燃機排氣缸體，最大外廓尺寸2382mmX 5028mmX 2823mm，最小外廓尺寸1651mmX 3537mmX 1432mm，最大毛重31t，最小毛重6.5t，最小壁厚(筋板)僅為50.8_。由于重型燃機排氣缸結(jié)構(gòu)復雜、重量大、體積大，因此其鑄鋼產(chǎn)品具有鑄件局部壁厚不均、難補縮、易變形的特點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種重型燃機壓縮機排氣缸鑄造工藝，意在解決重型燃機排氣缸體鑄鋼件結(jié)構(gòu)復雜、體積大、鑄件局部壁厚不均、難補縮、易變形，容易產(chǎn)生疏松、裂紋、變形等缺陷的技術(shù)難題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0006]一種重型燃機壓縮機排氣缸鑄造工藝，所述鑄造工藝包括以下內(nèi)容:
[0007]I)采用立式澆注的方式，即將排氣缸鑄件的上法蘭置于上方，筋板置于下方，可以降低鑄件的變形幾率，提高鑄件質(zhì)量；
[0008]2)因上法蘭部位肉厚達318mm，故在排氣缸上法蘭的上方直接放置兩個直徑為1500mm的明冒口，能夠充分對肉厚部位進行補縮；同時在瓦口內(nèi)設(shè)計對應(yīng)明冒口的兩個補貝占，對排氣缸中間部位進行良好的補縮，所采用的補貼弧長為1000mm，最大厚度為450mm ；
[0009]3)在排氣缸體扇面每兩個火燃孔中間各放置一個圓形暗冒口，暗冒口直徑300mm,用來補縮火燃孔處大法蘭及筋板，保證鑄件該部位致密度；
[0010]4)鑄件小頭瓦口上法蘭采用環(huán)形暗冒口進行補縮，并在下法蘭背面放置24塊Φ 10mmX 10mm冷鐵，要求冷鐵中心間距為150mm，為輔助環(huán)形暗冒口進行補縮，提高補縮效率；
[0011]5)鑄造制型采用堿性酚醛樹脂砂造型，砂型表面50_厚使用鉻礦砂，冒口根部及圓角部位80mm厚使用絡(luò)礦砂；
[0012]6)砂芯采用排氣繩排氣，每個砂芯有3-5根排氣繩，纏繞在芯骨上并通過芯頭引到砂箱外，保證澆注過程砂芯快速充分排氣，防止嗆火；
[0013]7)在澆注系統(tǒng)上采用開放式水口進行澆注，內(nèi)水口采用直徑為80 mm陶瓷管，橫水口及直水口采用直徑為10mm陶瓷管；
[0014]8)兩罐鋼包四孔澆注，目標澆注溫度為1555°C，澆注后冒口添加碳化稻殼保溫劑，澆注后26小時松箱。
[0015]與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0016]1、可以有效的解決重型燃機排氣缸體鑄鋼件結(jié)構(gòu)復雜、體積大、鑄件局部壁厚不均、難補縮、易變形，容易產(chǎn)生疏松、裂紋、變形等缺陷的技術(shù)難題。
[0017]2、采用此鑄造工藝生產(chǎn)重型燃機壓縮機排氣缸鑄件，鑄件尺寸和探傷能夠滿足要求，此排氣缸體的開發(fā)成功對其它型號的燃機排氣缸體的生產(chǎn)和工藝改進積累了相當經(jīng)驗。
[0018]3、歐美日等發(fā)達國家大量采購重型燃氣輪機鑄件部件，國內(nèi)的重點汽機廠也逐漸增大采購需求，該工藝的成功開發(fā)使重型燃機排氣缸產(chǎn)品可以進入量化生產(chǎn)，以滿足逐漸擴大的市場需求。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明中重型燃機壓縮機排氣缸體鑄鋼件的造型工藝立體圖；
[0020]圖2是圖1的A向視圖；
[0021]圖中:l-明冒口 2-暗冒口 3-火燃孔4-扇面5-補貼6_上法蘭7_大法蘭8-下法蘭9-冷鐵10-筋板11-環(huán)形暗冒口
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明進行詳細地描述，但是應(yīng)該指出本發(fā)明的實施不限于以下的實施方式。
[0023]如圖1-圖2所示，一種重型燃機壓縮機排氣缸鑄造工藝，所述鑄造工藝包括以下內(nèi)容:
[0024]I)采用立式澆注的方式，即將排氣缸鑄件的上法蘭6置于上方，筋板10置于下方，可以降低鑄件的變形幾率，提高鑄件質(zhì)量；
[0025]2)因上法蘭6部位肉厚達318mm，故在排氣缸上法蘭6的上方直接放置兩個直徑為1500mm的明冒口 1，能夠充分對肉厚部位進行補縮；同時在瓦口內(nèi)設(shè)計對應(yīng)明冒口 I的兩個補貼5，對排氣缸中間部位進行良好的補縮，所采用的補貼弧長為1000mm，最大厚度為450mm ；
[0026]3)在排氣缸體扇面4每兩個火燃孔3中間各放置一個圓形暗冒口 2，暗冒口 2的直徑為300mm，用來補縮火燃孔3處大法蘭7及筋板10，保證鑄件該部位的致密度；
[0027]4)鑄件小頭瓦口上法蘭采用環(huán)形暗冒口 11進行補縮，并在下法蘭8的背面放置24塊Φ 10mmX 10mm冷鐵9，要求冷鐵9的中心間距為150mm，為輔助環(huán)形暗冒口 11進行補縮，提高補縮效率；
[0028]所采用冷鐵均為新制冷鐵，保證冷鐵使用面光滑、平整、無銹，冷鐵位置嚴格安裝工藝要求擺放。
[0029]5)鑄造制型采用堿性酚醛樹脂砂造型，砂型表面50mm厚使用鉻礦砂，冒口根部及圓角部位80mm厚使用絡(luò)礦砂；
[0030]由于鉻礦砂價格比較昂貴，因此背砂采用堿性酚醛樹脂砂造型，面砂采用鉻礦砂，可以提高砂型表面的透氣性和退讓性，在保證鑄件質(zhì)量的同時，還可以節(jié)省生產(chǎn)成本。
[0031]砂型涂料采用噴涂方式，涂層厚度為0.8_，用煤氣火烘干。
[0032]6)砂芯采用排氣繩排氣，每個砂芯有3-5根排氣繩，纏繞在芯骨上并通過芯頭引到砂箱外，保證澆注過程砂芯快速充分排氣，防止嗆火；
[0033]7)在澆注系統(tǒng)上采用開放式水口進行澆注，內(nèi)水口采用直徑為80 mm陶瓷管，橫水口及直水口采用直徑為10mm陶瓷管；
[0034]排氣缸鑄件結(jié)構(gòu)非常復雜，極易產(chǎn)生裂紋、冷隔、變形等現(xiàn)象，連接缸體前部與后部的筋板僅有50.8mm，長度約為1200mm，寬度約為300mm，且形狀復雜，在澆注系統(tǒng)上采用開放式水口進行澆注，可以保證澆注過程型腔內(nèi)鋼水有足夠的上升速度并且鋼液能夠平穩(wěn)上升，避免產(chǎn)生卷氣給鑄件造成缺陷，降低鑄件的變形幾率，提高鑄件質(zhì)量。
[0035]8)兩罐鋼包四孔澆注，目標澆注溫度為1555°C，澆注后冒口添加碳化稻殼保溫劑，澆注后26小時松箱。
[0036]重型燃機壓縮機排氣缸鑄件造型采用木型外皮實樣，18%。伸尺，加工量為20mm-30mm，打磨量為3mm-10mm，起模稍度為1:30。采用砂箱造型，整個砂型共分四層箱，每層箱采用三個200mmX 200mmX 200mm定位塊，保證合箱快速準確，避免錯箱及反復合箱造成砂型損壞。下芯過程采用芯頭及中心線定位，芯頭間隙為1mm，保證砂芯精度。并事先在木型外皮及芯盒相對位置刻出記號。合箱后利用窺視鏡對型腔進行檢查，保證型腔內(nèi)潔凈，避免鑄件內(nèi)部產(chǎn)生夾砂缺陷。
【主權(quán)項】
1.一種重型燃機壓縮機排氣缸鑄造工藝，其特征在于，所述鑄造工藝包括以下內(nèi)容: 1)采用立式澆注的方式，即將排氣缸鑄件的上法蘭置于上方，筋板置于下方，可以降低鑄件的變形幾率，提高鑄件質(zhì)量； 2)因上法蘭部位肉厚達318mm，故在排氣缸上法蘭的上方直接放置兩個直徑為1500mm的明冒口，能夠充分對肉厚部位進行補縮；同時在瓦口內(nèi)設(shè)計對應(yīng)明冒口的兩個補貼，對排氣缸中間部位進行良好的補縮，所采用的補貼弧長為1000mm，最大厚度為450mm ； 3)在排氣缸體扇面每兩個火燃孔中間各放置一個圓形暗冒口，暗冒口直徑300_，用來補縮火燃孔處大法蘭及筋板，保證鑄件該部位致密度； 4)鑄件小頭瓦口上法蘭采用環(huán)形暗冒口進行補縮，并在下法蘭背面放置24塊Φ 10mmX 10mm冷鐵，要求冷鐵中心間距為150mm，為輔助環(huán)形暗冒口進行補縮，提高補縮效率； 5)鑄造制型采用堿性酚醛樹脂砂造型，砂型表面50_厚使用鉻礦砂，冒口根部及圓角部位80mm厚使用鉻礦砂； 6)砂芯采用排氣繩排氣，每個砂芯有3-5根排氣繩，纏繞在芯骨上并通過芯頭引到砂箱外，保證澆注過程砂芯快速充分排氣，防止嗆火； 7)在澆注系統(tǒng)上采用開放式水口進行澆注，內(nèi)水口采用直徑為80mm陶瓷管，橫水口及直水口采用直徑為10mm陶瓷管； 8)兩罐鋼包四孔澆注，目標澆注溫度為1555°C，澆注后冒口添加碳化稻殼保溫劑，澆注后26小時松箱。
【專利摘要】一種重型燃機壓縮機排氣缸鑄造工藝，為使鑄件凝固過程得到充分補縮，缸體采用立式澆注，上部放置環(huán)形明冒口，扇面放置多個環(huán)形暗冒口，同時裝配冷鐵和補貼對鑄件進行補縮；造型采用木型外皮實樣，保證鑄件尺寸精確；背砂采用堿性酚醛樹脂砂，面砂采用鉻礦砂，提高砂型表面的透氣性和退讓性；在澆注系統(tǒng)上采用開放式水口進行澆注，降低鑄件的變形幾率，提高鑄件質(zhì)量。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：可以有效的解決重型燃機排氣缸體鑄鋼件結(jié)構(gòu)復雜、體積大、鑄件局部壁厚不均、難補縮、易變形，容易產(chǎn)生疏松、裂紋、變形等缺陷的技術(shù)難題。
【IPC分類】B22C9/08, B22C9/22
【公開號】CN104907499
【申請?zhí)枴緾N201510202899
【發(fā)明人】李敏, 穆建華, 張嘉樹, 薛喜利, 沈維軍, 蘇盛喜
【申請人】遼寧福鞍重工股份有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年4月24日