1. 構造解析
（１）このバタフライバルブ円形ケーキ型構造で、内部空洞は8つの補強リブで接続・支持され、上部のΦ620穴は内部空洞と連通し、残りの部分はバルブ砂中子が閉じていると、固定が難しく変形しやすくなります。図1に示すように、排気と内部空洞の洗浄はどちらも大きな困難を伴います。
鋳物の肉厚は大きく異なり、最大肉厚は380mmに達するのに対し、最小肉厚はわずか36mmです。鋳物が凝固する際の温度差は大きく、不均一な収縮によってひけ巣やひけ巣欠陥が発生しやすく、水圧試験で浸水の原因となります。
2. プロセス設計：
（1）パーティング面は図1に示すとおりです。穴のある端を上箱に置き、中間キャビティに砂コア全体を作り、コアヘッドを適切に長くすることで、砂コアの固定と箱をひっくり返したときの砂コアの移動を容易にします。安定させるために、側面の2つの盲穴の片持ちコアヘッドの長さは穴の長さよりも長く、砂コア全体の重心がコアヘッド側に偏り、砂コアの固定と安定性を確保します。
半密閉式注湯システムを採用し、∑F内側：∑F水平：∑F直=1：1.5：1.3、湯口は内径Φ120のセラミック管を使用し、底に200×100×40mmの耐火レンガを2個配置して、溶鉄が直接鋳型に流れ込むのを防ぎます。衝撃砂型の場合、ランナーの底に150×150×40の発泡セラミックフィルターを設置し、内径Φ30のセラミック管12本を内側ランナーに使用して、フィルターの底にある集水タンクを介して鋳物の底に均等に接続し、底注湯方式を形成します（図2エッセンス参照）。
（3）上型にΦ20のキャビティエア穴を14個配置し、コアヘッドの中央にΦ200の砂型コアベントホールを配置し、厚くて大きな部分に冷銑を配置して鋳物のバランスの取れた凝固を確保し、黒鉛化膨張原理を利用してキャンセルフィーディングライザーを使用してプロセス歩留まりを向上させます。砂箱のサイズは3600×3600×1000 / 600mmで、図3に示すように、25mm厚の鋼板で溶接され、十分な強度と剛性を確保しています。
3. プロセス制御
（1）造形：造形前にΦ50×50mmの標準サンプルを使用して樹脂砂の圧縮強度が3.5MPa以上であることを確認し、冷銑とランナーを締め付けて、砂型が溶銑が凝固する際に生成される黒鉛の化学膨張を相殺するのに十分な強度を持っていることを確認し、溶銑がランナー部に長時間衝突して砂の流出を防ぐ。
中子作り：砂中子は8本の補強リブで8等分され、中間キャビティで連結されています。中間のコアヘッド以外に支持・排気部はありません。砂中子を固定・排気できない場合、注湯後に砂中子の変位や気孔が発生します。砂中子の全体面積が大きいため、8つの部分に分割されています。離型後に砂中子が破損しないように、また注湯後に破損しないように、十分な強度と剛性が必要です。変形が発生し、鋳物の均一な壁厚を確保します。このため、特別な中子骨を特別に製作し、通気ロープで中子骨に結び付けて中子ヘッドから排気ガスを引き出し、中子製作時の砂型の緻密性を確保しています。図4に示すように。
（4）クロージングボックス：バタフライバルブの内腔内の砂の洗浄が困難であることを考慮し、砂中子全体に2層の塗装を施し、第1層はアルコール系ジルコニウム塗料（ボーメ度45〜55）を刷毛塗りし、第1層は塗装して焼き付けます。乾燥後、第2層にアルコール系マグネシウム塗料（ボーメ度35〜45）を塗装し、鋳物が砂に付着して焼結し、洗浄できなくなるのを防ぎます。コアヘッド部は、コアボーン本体のΦ200鋼管にM25ネジ3本で吊り下げ、上型砂箱にネジキャップで固定・ロックし、各部の壁厚が均一かどうかを確認します。
4. 溶解と鋳造のプロセス
（1）本渓産の低P、S、Tiの高品質Q14/16#銑鉄を使用し、40％〜60％の割合で添加します。スクラップ鋼ではP、S、Ti、Cr、Pbなどの微量元素が厳しく管理されており、錆や油が混入してはなりません。添加率は25％〜40％です。返却された原料は、使用前にショットブラストで洗浄し、原料の清浄度を確保する必要があります。
（2）炉後の主成分制御：C：3.5〜3.65％、Si：2.2％〜2.45％、Mn：0.25％〜0.35％、P≤0.05％、S：≤0.01％、Mg（残留）：0.035％〜0.05％、球状化を確保するという前提で、Mg（残留）の下限を可能な限り大きくする必要があります。
（3）球状化接種処理：低マグネシウム・低希土類球状化剤を使用し、添加率は1.0％～1.2％とする。従来のフラッシング法による球状化処理では、0.15％の単回接種剤をパッケージ底部の球状化剤に塗布し、球状化を完了する。その後、スラグを下請けに出して0.35％の二次接種を行い、さらに鋳込み時に0.15％の流動接種を行う。
（5）低温急速注湯プロセスを採用し、注湯温度は1320℃～1340℃、注湯時間は70～80秒です。注湯中は溶銑を中断せず、湯口カップは常に満たされているため、ガスや介在物が湯道を通って鋳型内に巻き込まれるのを防ぎます。
5. 鋳造試験結果
（１）鋳造試験ブロックの引張強度を試験する：485MPa、伸び：15％、ブリネル硬度HB187。
（2）球状化率は95%、黒鉛粒度は6級、パーライト粒度は35%である。金属組織を図5に示す。
（３）重要部品のUTおよびMT二次探傷では記録すべき欠陥は発見されなかった。
（4）外観は平滑であり（図6参照）、砂混入、スラグ混入、冷間収縮などの鋳造欠陥がなく、肉厚は均一であり、寸法は図面の要求を満たしている。
（６）加工後の20kg/cm2の油圧試験では漏れは見られなかった
6. 結論
このバタフライバルブの構造特性によると、工程計画の設計、砂中子の製造と固定、ジルコニウム系コーティングの使用に重点を置くことで、中間部の大きな砂中子が不安定で変形しやすく、砂の洗浄が困難であるという問題を解決しました。通気孔の設置により、鋳物の気孔の可能性を回避します。炉のチャージ制御とランナーシステムから、発泡セラミックフィルタースクリーンとセラミックインゲート技術を使用して、溶銑の純度を確保します。複数回の接種処理を経て、鋳物の金属組織と様々な総合性能は顧客の標準要件に達しました。
から天津塘沽ウォーターシールバルブ有限公司 バタフライバルブ, ゲートバルブ、 Y型ストレーナー, ウェーハデュアルプレートチェックバルブ製造。
投稿日時: 2023年4月29日
