本文主要介紹砂礫泵泵體鑄造工藝及優(yōu)化，砂礫泵主要用于由于顆粒太大以致于一般渣漿泵不能輸送的強(qiáng)磨蝕性物料的連續(xù)輸送。

適用于挖泥、吸砂礫、疏浚河道、采礦及金屬冶煉爆渣輸送等。

其中泵體是砂礫泵的主要零件，也是最大的耐磨類鑄件。

由于輸送物料的腐蝕性，所以一般過流部件多采用耐磨鋼和抗磨白口鑄鐵等。

我們公司采用抗磨高鉻鑄鐵材質(zhì)，由于鑄件較厚，形狀復(fù)雜，容易產(chǎn)生縮孔、縮松、裂紋等鑄造缺陷。

所以，合理的鑄造工藝尤為重要。

一、泵體鑄件結(jié)構(gòu)及材質(zhì)確定

砂礫泵泵體屬于厚大鑄件， 本文研究的為出水口12英寸的砂礫泵，鑄件尺寸為1800*1800*800， 鑄件最大壁厚為80mm， 鑄件重量約為2800kg， 由于泵體接觸物料， 磨損比較厲害， 需要高硬度的耐磨高鉻鑄鐵材料， 所以材質(zhì)必須保證高碳和高鉻。 確定材料的各種成分如下：

C：(2.6~3.2)%、Si：（0.5~1.0）%、Mn：（1.0~2.0）%、Cr：(26~30)%、Ni：（0.5~1.5） %、PS:＜0.15%。

以上材質(zhì)與渣漿泵標(biāo)準(zhǔn)高鉻材質(zhì)一致。

二、 鑄造工藝設(shè)計(jì)

由于泵體較大， 模型采用木模， 上下法蘭盤與泵體大身中間有一個(gè)槽， 所以需要將法蘭盤做成個(gè)大芯， 詳細(xì)工藝如圖所示：

1、根據(jù)泵體結(jié)構(gòu)從泵體水平正中間分型，由于高鉻鑄鐵屬于耐磨損高硬度材料，加工比較困難，所以加工量應(yīng)盡可能小一點(diǎn)，由于鑄件收縮率比較大， 一般為2%左右，參考鑄件尺寸和機(jī)械加工余量（GB/T6414-1999）,去上端加工量為8mm，下端加工量為7mm。

2、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)：

由于鑄件較大，并且高鉻鑄鐵流動(dòng)性差，采用開放澆注系統(tǒng)，直澆道、橫澆道和內(nèi)澆口均采用陶瓷成型。橫澆道距泵體外沿100mm左右，沿泵體均布約三分之一圓，各澆道截面積按照 F直：F橫：F內(nèi)：=1.0：1.2：1.2。

3、冒口設(shè)計(jì)：

泵體類鑄件為蝸殼結(jié)構(gòu)，上下帶法蘭盤，泵體大身不適于用采用頂冒口。

根據(jù)模數(shù)法計(jì)算，在出水口上方放置一個(gè)頂帽口一個(gè)直徑?200mm，高240mm，冒口頸為?100mm，在圍繞泵體四周均布四個(gè)側(cè)冒口，直徑?260mm，高450mm，側(cè)冒口采用冒口座，冒口頸為直徑?120mm。

4、冷鐵及激冷砂的放置：

泵體法蘭盤與蝸殼中間有一個(gè)深60mm的槽，易形成熱節(jié)，用普通砂子容易粘砂，所以在中間放置鉻鐵砂。

在泵體隔舌為泵體的熱節(jié)部位，在此處放置隨形冷鐵激冷，放置鑄件出現(xiàn)縮孔、縮松和縮裂。

其余參數(shù)查詢鑄造手冊(cè)選取。

5、澆注溫度和澆注速度

由于高鉻鑄鐵合金含量高，流動(dòng)性差，結(jié)合鑄件結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，確定鑄件澆注溫度為1360~1430℃，澆注速度為60~80秒澆注完畢。

其余參數(shù)查詢鑄造手冊(cè)選取。

三、生產(chǎn)過程

1、造型、制芯

我公司采用呋喃樹脂砂造型，連續(xù)混砂機(jī)自動(dòng)混砂，樹脂加入量為1.2%，保證鑄型和砂芯的強(qiáng)度不低于1.2。

造型時(shí)要保證1#芯子的活快法蘭盤與泵體模型大身押緊，在法蘭盤下部使用鉻鐵礦砂混制的砂子，要保證周圍厚度大雨100mm以上，在鑄字位置也需要出放置鉻鐵礦砂。

上箱間隔200mm扎氣眼多個(gè)。在出水口部位才去溢流孔。要注意芯子的排氣問題，采用氣繩在大芯骨架上纏繞。

2、涂料和涂刷過程

采用醇基鋯英粉涂料刷涂料應(yīng)均勻平滑，要保證涂層表面光滑，無明顯刷痕，棱角清晰、無堆灰漏灰。

涂層厚度要保證0.5～1mm，易粘砂部位應(yīng)涂刷至少兩遍涂料，澆冒口系統(tǒng)應(yīng)與砂芯其它工作表面一樣涂刷好涂料，點(diǎn)火烘干，檢查漏刷涂料處并補(bǔ)刷再點(diǎn)火烘干。

然后采用紗布、砂紙打磨后要保證無刷痕、流掛、堆積，不得傷及原涂層刷痕凹處以下的部分。

3、合箱

涂料涂刷完畢后應(yīng)將1#芯下到砂型中，然后再用樹脂砂將1#法蘭盤芯子埋起來。

合箱前將下型應(yīng)放平，最好能放在松砂地面上。

合箱時(shí)，應(yīng)用噴燈表面烘烤5-10分鐘，下芯后應(yīng)檢驗(yàn)其位置是否正確。

合箱后應(yīng)上好緊固卡，澆冒口處用硬紙或鐵片蓋好。

使用壓鐵壓箱時(shí)，壓鐵應(yīng)大于抬箱力的2倍，壓鐵不能蓋住砂型的排氣通道。

4、熔煉與澆注

（1）熔煉采用5T中頻爐，成分采用德國直讀OBLF光譜儀測(cè)定，控制成分在合理的范圍內(nèi)，控制熔煉出爐溫度在1520~1550℃之間；

（2）孕育與脫氧除氣，在中頻爐路口加入1%的專用精煉變質(zhì)劑，出爐前將鐵水包內(nèi)加入1%的硅鋁鋇進(jìn)行脫氧除氣處理；

（3）澆包采用搖包澆注， 澆注前需要燙包；

（4）澆注前測(cè)溫，確保溫度控制在1360~1450℃，采用低溫快澆的方法，保證鐵水在60~80秒內(nèi)澆注完畢，澆筑過程中注意引氣；

（5）澆注完畢后應(yīng)立即在冒口 上要覆蓋保溫劑， 待二十分鐘后對(duì)冒口進(jìn)行補(bǔ)澆。
5、鑄件壓箱由于高鉻鑄鐵熱裂傾向比較大， 泵體鑄件又較大， 壓箱時(shí)間確保不低于5天，打箱前保證鑄件溫度低于200℃。

6、清理

高鉻鑄鐵脆性比較大，清理工序尤為重要，用拋丸機(jī)清理干凈所沾砂子后， 采用等離子切割機(jī)將冒口頸割開一條溝，然后采用大錘敲打冒口，不允許用錘子敲打鑄件。在用砂輪磨殘留冒口頸， 不能連續(xù)磨同一個(gè)冒口頸，避免造成鑄件開裂。

7、熱處理

砂礫泵泵體需要較高的硬度，硬度一般需要大于56HRC,鑄態(tài)無法保證硬度，需要對(duì)鑄件進(jìn)行淬火熱處理，加熱到960~1050℃，保溫10小時(shí)出爐空冷即可。

四、總結(jié)

我們廠鑄造已有20年歷史，其中高鉻鑄鐵生產(chǎn)已有十幾年的歷史了，通過不斷引進(jìn)先進(jìn)渣漿泵鑄造工藝，及對(duì)高鉻鑄鐵工藝研究，我公司鑄造水平技術(shù)均比較成熟。本文通過對(duì)泵體的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)需求進(jìn)行了專門的鑄造工藝設(shè)計(jì)，針對(duì)高鉻鑄鐵采用合理的工藝以及熔煉熱處理控制。 按照此工藝生產(chǎn)砂礫泵泵體多件，采用磁粉探傷，鑄件內(nèi)部組織致密，無縮孔縮松等缺陷，證明我們的生產(chǎn)工藝是成熟的。