挖泥泵叶轮铸造工艺设计综述

1.打箱及热处理

叶轮浇注3h后去除压重，24h后松动轴头冒口周围的砂子，3天后松动上箱，15天后（一般温度降至250℃以下）铸件出箱，打箱过程中不允许对铸件有严重磕碰。铸件清理披缝、飞翅等后喷丸，然后进行退火处理。退火完成后进一步清理铸件，去除浇冒口等再进行淬火与回火处理。（7）其他工艺参数及操作要点碱酚醛树脂砂造型，模样采用玻璃钢材质，起模斜度1.5°，铸造收缩率2%。操作要点：①造型时使用的新砂比例要占35%～40%，制芯时芯铁要缠足量草绳，保证砂芯的退让性，在砂芯中间开排气孔。②冒口颈周围使用精制硅砂舂紧。③铸件的工作面包括浇道、冒口座处涂料涂刷应严密均匀，厚度2mm，尤其是叶片根部的圆弧部位要保证涂刷的质量和厚度。④浇注完后过5～10min对轴头冒口进行补浇，加入发热覆盖剂。⑤合箱地点与下箱之间应有草绳若干，以便于气体的排出，所有引气草绳引至箱外。⑥组芯时5个叶片间隙应调整均匀。

2.CAE温度场模拟

工艺设计完成后，我们最担心的还是叶轮铸件应力问题。因CAE软件没有对铸件的应力进行计算、分析并预测的功能，现在从铸造CAE软件计算温度场的角度对铸件应力进行人工辅助分析，如图4、图5所示。从图4a、图4b可以看出，轴头根部高温区温度为1364℃，驱动侧盖板低温区温度为1345℃（盖板边缘1280℃左右，对轴头根部位置无实质影响），两者温差为20℃左右；图5是冷却至300℃左右的温度场，中心部位和中间偏外的部位也仅相差20℃。根据以往对我公司常规结构叶轮的计算结果，此两者温差为70～80℃。温差小于常规是因为提前采取了有利于温度分布均匀的工艺措施，最大限度地减少了由于温度差过大产生的热应力的倾向。

3.生产验证

按照既定的工艺实施首批生产两件，铸件打箱清理后发现外观良好，无裂纹，冒口无缩孔、缩松，尺寸测量也合格，经磁粉无损检测，铸件内部组织致密无缺陷。热处理后取多点测硬度均在50HRC以上，用户检验后对铸件质量比较满意。此后我公司生产此类铸件十几件，质量一直比较稳定，产品得到了用户和市场的认可。

4.结语

本文根据此种挖泥浆泵叶轮结构上壁厚悬殊的特点，详细分析了生产中可能出现的问题，通过合理选择材质成分和开设拉筋等措施，使铸件应力得到了很好的控制，成功生产出了质量合格的叶轮铸件，积累了诸多有益的生产经验，为我公司拓展疏浚产品市场提供了有力的技术保障。

作者：冯晓冉 单位：石家庄强大泵业集团有限责任公司