叶轮是渣浆泵产品的核心零部件,渣浆泵叶轮的流道复杂,呈扭曲结构。应用传统砂型铸造生产渣浆泵叶轮铸件时,需要制作较多的砂型和砂芯,组合后才能获得铸件结构需要的型腔。在型芯组合中常产生型芯位错、合箱间隙大等,造成铸件壁厚不均匀、结构一致性差等缺陷,导致渣浆泵产品水力性能不稳定,而且采用传统砂型铸造生产的铸件表面粗糙、加工余量大。
因此森力克改进生产工艺,采用了消失模工艺生产叶轮铸件,这种工艺具有以下优势:
(1)增 C 不明显,工艺应用对材料性能无影响,材料本身 w(C)量为 2.0%~3.3%,属于高 C 材料,因此,消失模工艺产生的微量增 C 倾向对材料的各项性能无实质的影响;
(2)消失模铸造采用负压浇注,有利于提高金属液的充型能力,通过合理的工艺设计有利于实现均衡凝固,相比传统重力铸造,能够获得更为致密的内部组织;
(3)应用消失模工艺生产结构复杂的叶轮铸件,具有不需要制作砂型(芯),无需下芯、合箱等组型工序,铸件结构尺寸一致性好,加工量小,能够实现净成型,铸件表面光洁。
森力克对消失模工艺和传统砂型工艺生产的叶轮铸件进行了对比,从铸件外观来看,采用消失模工艺生产的叶轮铸件表面光洁、结构尺寸稳定、外观质量更好,如图所示:
(消失模工艺)
(传统砂型工艺)
解剖后发现,消失模工艺生产的铸件内部组织致密,基本无气孔、缩松等缺陷;抽检正火后终态硬度一般均为 60~62HRC,较为稳定;铸件在精加工后进行静平衡测量,一般不平衡质量在 60~70 g,只需应用角形砂轮稍加打磨即可去除掉超标的不平衡质量,满足外径处不平衡质量≤45 g 的设计要求。
(森力克生产车间实拍)
森力克采用消失模工艺生产的高 Cr 铸铁叶轮铸件外表美观、表面光洁、质量稳定,同时实现了一型多件的串铸生产,铸件工艺出品率和生产效率也更高。