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螺杆空压机阴阳转子铸件的两种生产工艺对比

发布日期:2017-06-26 来源: 本网 查看次数: 259 作者:admin

核心提示:  螺杆空压机广泛应用于工厂、工程施工、矿山开矿、石油钻井、船舶修造、地热钻井等各大领域,决定着空气压缩机阴阳转子产品较大的需求量。  国外螺杆机阴阳转子的生产多采用45或40Cr钢材锻件,这种选材主

  螺杆空压机广泛应用于工厂、工程施工、矿山开矿、石油钻井、船舶修造、地热钻井等各大领域,决定着空气压缩机阴阳转子产品较大的需求量。

  国外螺杆机阴阳转子的生产多采用45或40Cr钢材锻件,这种选材主要基于两方面的考虑:是在整机设计上无超长使用理念;二是采用该种材料生产的铸件机械加工性能较好、加工周期短。但是,钢转子的耐磨性略差,尤其是在机属材料及热处理专业,长期从事铸造工艺、铸造材料及热处理等方面的生产技术与质量管理工作。组刚启动时,转子间还未完全形成充分的保护油膜时,就会出现微量磨损,日积月累就会造成间隙增大,导致气量下降。国内一些知名企业的螺杆空压机阴阳转子多采用牌号为QT500-7的球墨铸铁进行生产,由于球墨铸铁件的球状石墨微观结构具有自润滑性能,耐磨性高于钢制材料,再加上齿面特有的处理工艺,经过几十年的生产验证,已经不存在因转子磨损而导致气量下降的问题。

  目前,国内一般企业多采用冷硬砂生产工艺生产螺杆空压机阴阳转子,笔者公司在开发初期也采用冷硬砂生产工艺,后考虑到该产品的结构特点和批量生产要求,改用成熟的覆砂铁型铸造球墨铸铁工艺,采用水平分型和平浇竖凝的生产工艺,其结果无论外观质量还是力学性能都优于用冷硬砂铸造工艺生产的铸件。本文就此铸件的两种生产工艺进行分析比较。

  1铸件结构及要求螺杆空压机阴阳转子的铸件结构尺寸如所示,铸件质量62~67kg,中问加工螺旋齿段质量占铸件总质量的90%.铸件材料牌号为QT500-7,硬度为170~240HB,不允许有缩孔、缩松等缺陷。

  2熔炼工艺设计利用1.5t中频电炉进行熔炼,选用Q12本溪生铁,并将笔者公司相近牌号的球墨铸铁废料作为回炉料,采用A3及45普通碳素钢为废钢,炉料配比为生铁65%~70%、回炉料20%~温度在1350~1380T:;用1.2t堤坝式浇包冲入法进行球化处理,球化剂采用稀土镁硅铁合金,表1铸件的化学成分Wb化学元素含量加入量为1.1%~1.2%,球化处理温度控制在1420~1460丈;采用两次孕育的方法以强化孕育效果,其中一次随流孕育的孕育剂采用75硅铁,加入量为0.5%~0.6%,二次瞬时孕育采用硅钡孕育剂,加入量为0.2%. 3冷硬砂型铸造工艺针对螺杆空压机阴阳转子的结构,采用冷硬呋喃树脂砂进行造型,一箱1件布置。采用半封闭式浇注系统,其中XF:XF横:XF内=2:2.5:1,采取水平分型竖立浇注;为保证转子铸件内部尤其是中间螺旋齿段不出现缩孔,在此处放置4块均匀分布的覆砂冷铁,且每块冷铁尺寸为80mmx50mmx150mm,形状与此处圆弧相近:为保证铸件内部不产生缩孔缺陷,在铸件最高处设置了起补充铁液和排气作用的明冒口,冒口尺寸为120mmx150mm,具体工艺如所示。

  虽然上述工装投入较低,生产投入快,型号更换容易,但是按照上述工艺生产的铸件存在以下问题:(1工艺出品率低。由于此工艺需设置冒口,且浇注系统的质量也比较大,总质量约18加工余量大。因铸件表面容易出现如粘砂、夹砂、砂眼、气孔等铸造缺陷,需要大量的机械加工余量,造成很大的浪费。

  (3外观质量差。由于高温铁液的冲刷和热辐射作用,铸件表面容易产生粘砂、夹砂等缺陷,1现代铸铁37球墨铸铁直浇道横浇道内浇道需涂刷耐火涂料,增加了生产成本。

  (4生产效率低。由于是手工操作,并且砂层表面需涂刷涂料,型腔内设置覆砂冷铁,硬化起模需要一定时间,无法实行批量化生产,且由于冷硬砂吃砂量较大,且一箱只能布置1件。

  基于上述工艺的缺点分析,笔者公司改为采用覆砂铁型工艺进行生产。覆砂铁型是在金属铸型内腔覆盖一层薄型砂,具有兼顾金属型铸造和壳型铸造的优点,而且铁型的无退让性能有效阻止球墨铸铁铸件的石墨化膨胀作用,可实现无冒口铸造。用覆砂铁型工艺生产的铸件具有尺寸精度高、组织致密性好、生产效率高等特点。

  4覆砂铁型铸造工艺在保持熔炼工艺不变的情况下,将铸造工艺改为卡赛浇注系统2~习,其中XF:XF横:XF内= 1.2:2:1,改进后的浇注系统质量减为8kg左右,具体铸造工艺如所示。

  采用水平浇注方法,通过由抬包浇注改为吊包浇注和加高浇口杯高度来加大铁液的压力头;浇注后把铁型沿浇道方向抬高一定角度后进行冷却,并做好整个铁型上型面最高处的排气。

  5两种工艺生产铸件的情况对比对冷硬砂型铸造工艺生产的20个铸件和覆砂铁型工艺小批量生产的40个铸件外观情况、废品率、金相组织和力学性能进行对比,其数据结果如表2和表3所示。由表2和表3可以看出,采用覆砂铁型铸造工艺生产的铸件与冷硬砂型铸造工艺生产的铸件相比,工艺出品率和表面粗糙度明显提高,废品情况得到了改善,而且球化等级也有一定的提升。

  38现代铸铁2013/I工艺方法工艺出品加工余量表面粗尺寸废品率率(大小/mm糙度精度(%冷硬砂型工艺75~805~6Ra25CT9~1010~15覆砂铁型工艺90~954~5Ral2.5CT8~95工艺方法抗拉强伸长率硬度球化球径大珠光体体度/MPa(%(HB)级别小/pm积分数(冷硬砂型工艺5007~10170~2003~4企

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