陕西鼓风机（集团）有限公司工艺处（西安710611）王奎旺陈社宏西安理工大学铸造教研室（陕西710048）魏兵张卫华验，研宄建立了以19种风机机壳类大型复杂铸件为主要对象的工艺设计技术文件，实现了工艺设计科学化，工艺结构标准化、系列化，使铸件工艺出品率提高了5%以上，有利于保证铸件质量，现己纳入公司工艺标准。

　　专业技术刊物上关于铸造工艺理论和生产经验总结性报道，往往是针对重量在101000kg的机械行业的中、小型铸件，而对矿山、冶金行业的重量在1000 30000kg的大型铸件并不多见，即使是关于这方面的研宄和报道，也总是局限于某一件或工艺设计的某个局部，其结论缺乏普遍性和系统性，不能直接用于指导生产实践。因此，现实的情况是：工艺设计方法和设计参数的选择因厂而异、因人而异、因件而异，相互之间的差别和出入很大，主要依赖工艺设计者的经验和习惯，具有相当的盲目性和经验性，表现在生产实际中，铸件的外观质量（气孔、渣孔、冷隔等）和内在致密性两大问题不易解决。

　　我集团具有生产大型铸铁件的丰富经验，但以前一直未进行全面系统的总结，为便于经验的继承和提高，使工艺设计进一步科学化、标准化，有必要运用均衡凝固*新技术，研宄与建立《风机机壳类大型铸铁件工艺设计》技术文件。

　　把我公司现在和过去生产的机壳类铸件作为课题的前期预试验对象，进行工艺参数的生产统计分析，其主要内容包括以下几个方面：全面统计分析、研宄归纳风机机壳类铸件各种不同浇注系统的优缺点、经验和教训，以及不同充型方式和实际浇注时间，并计算实际铁液-砂型流动中的流统计分析冒口实际收缩时间分数（/ +"-0.0170，为铸件主要壁厚，rnrn）；统计分析冒口类型、结构尺寸和实际的补缩效率（=0.010.02），并计算冒口的实际补缩时间分数。

　　统计分析风机机壳类铸件的主要质量缺陷，结合工艺方案，探讨合适的工艺原则。

　　三、研究建立科学的标准化工艺设计技术文件根据均衡凝固与大孔出流理论、有限补缩原则、新的浇冒口类型和设计方法等，在生产统计分析及研究总结的基础上，结合大型风机机壳类铸件的特点，实现工艺思想、设计方法和技术手段的具体化、实用化和标准化，以指导生产。

　　明确规范了工艺方案确定、模样分型；浇注系统类型、引入方式；补缩系统类型、冒口结构和位置的设置，以及保证铸件表观和内在质量的特殊技术手段等7个方面的工艺原则。其主要工艺原则如下：铸铁件的收缩量是不确定的，它是收缩和膨胀动态叠加的净结果（称为表观收缩），凡有利于使收缩后移的因素（如厚大件、慢冷却）或膨胀前提的因素（如局部使用冷铁）都有利于减少铸件的收缩。越是薄小件，越是要强调补缩；中大件补缩要求低，可以实现小冒口、有限冒口或无冒口工艺。

　　任何铸铁件，应以自补缩为基础，为此铸铁件的冒口不必晚于铸件凝固。

　　铸铁件的冒口不能放在铸件热节上（冒口要靠近热节，以利补缩；同时冒口又要离开热节，以减少冒口对热节的热干扰）。小件以补缩为主，大件以填充为主，小件可以集中引入，大件则以分散引入为好。

　　采用冷铁平衡壁厚差，消除热节，防止缩松。

　　铸铁件不推荐使用内冷铁。

　　铸铁件的冒口类型自成系列，对大型机壳类铸铁件优先采用冒口颈短、薄、宽的调节作用，可使生产稳定可靠（冒口体中的铁液对铸件的补缩不是靠冒口高度的静压力，而是靠铸件收缩产生体积亏损，压力降低产生的抽吸作用，冒口中的铁液才在静压力的作用下流入铸件）。

　　在保证合理充填成形的条件下，优先采用顶浇工艺，以提高自补缩的利用程度。

　　采用大孔出流理论设计浇注系统。对大型复杂机壳类铸铁件应采用底注开放式快浇的浇注系统，铁液流前端的渣子通过横浇道的延长段撇除，内浇道分散引入并快浇，以减少铸件上、下的温差；条件允许时也可采用阶梯式浇注的形式。

　　本着低流速、大流量、平衡快速充填的设计思想，建立了设计浇注系统各单元截面积的数学模型公式法。

　　对机壳类铸件，系数选为2.3x10". H浇口杯液面到内浇口中心线的几何高度，P内浇口以上的铸件度，mm；C铸件度，mm；在此基础上，建立了实用方便的浇注系统表格设计体系，如GY0538A企业标准中《浇口设计表格》、《风机铸铁件浇注系统尺寸表》、《内浇道断面尺寸》、《横浇道、直浇道断面尺寸》和实用的浇注系统诺谟图及常用浇口杯。

　　本着“冒口不必晚于铸件凝固”和“冒口离开热节”的铸铁件补缩设计思想，建立了设计补缩系统各单元的数学模型公式法：H小T G铸件重量，kg；D冒口径向尺寸，mm；H冒口体度，mm；T铸件主要壁厚，mm；！铸件补缩效率，一般取！=0.01，0.02（机壳铸件取7=0.015）；N冒口数目。

　　（1）冒口颈计算。

　　冒口颈厚度：e1=0.7x/xT冒口颈长度：，2x/xT冒口颈宽度（对飞边冒口）（10，20）xe1（2）排气片计算。

　　排气片厚度：e2=0.7x/xT排气片宽度：（10，20）x+2在公式法的基础上，建立了冒口诺谟图设计体系和实用的冒口表格法设计体系《冒口设计表格》，常用的冒口标准系列为：鸭嘴型冒口（092―004）、飞边型冒口（092*005）、排气片型冒口（092*006）。

　　建立了浇注系统和补缩系统各单元的标准化结构系列，纳入工厂工艺标准，可科学、方便地供工艺设计人员和选用。

　　从合理排气、溢流、储渣和挡渣等角度考虑，保证铸件上表面的质量；从局部激冷及改善散热条件等角度考虑，消除铸件缩孔、缩松，提供了特殊结构系列及工艺设计方法，作为进一步控制铸件质量的技术手段。

　　2006年第2斯钢绳卡铸造缺陷分析及其工艺确定西华大学材料学院（四川成都610039）谢维成赵平四川派尼尔运动用品有限公司（成都611731）李林降低浇注温度，完全消除了缩孔及缩松等铸造缺陷，大大降低了废品率，取得了良好的经济效益。

　　钢绳卡（也称绳头Vergussgabel）是某铸造公司出口品必须整体经过X射线探伤检查，要求抛光非加工面。

　　根据实际生产情况，钢绳卡采用熔模精密铸造工艺，但在试制过程中，铸件壁厚处产生明显的缩孔、缩松甚至整个壁厚缩穿铸造缺陷。后经对形成缺陷的原因分析并进行工艺改进试验，此类缺陷完全消除。

　　G）所有的工艺设计方法（公式法、表格法、诺谟图法）都给出了详细的实用说明，并绘制了《浇注系统图册》。

　　四、生产验证及技术说明生产验证主要采取对过去和现在生产的铸件工艺设计进行校核验证，而对部分铸件采取局部工艺改进的生产性验证。

　　通过对风机机壳类-=42e铸件冒口结构和浇注系统实测校核统计，结果表明：“风机机壳类大型铸铁件均衡凝固技术应用研宄”中所提供的设计方法和设计思想是科学的、正确的，技术可靠，可直接应用于生产工艺设计。

　　（1）采用了均衡凝固理论进行铸造工艺设计，纠正了以前过分强调“顺序凝固”及“冒口越大越保险”的传统观念，使冒口体积和数量大幅减小，风机机壳等铸一、原工艺及铸造缺陷根据工厂实际生产情况采用熔模铸造顶注式浇注，冒口度为80mm，腰圆冒口半径为35mm.但米用该工艺，产品试制的废品率达90%以上。

　　铸造缺陷及其原因分析生产中发现，铸件螺纹孔上下，即"、位置存在缩孔（如所示），"处缩孔深度达25mm；C、％位置存在不同程度的缩松。这些缺陷将严重影响铸件使用，无法达到质量要求，造成产品报废。原因分析如下：（1）合金在液态收缩和凝固时，1冒口高度不够，补缩能力不足，"位置不能及时得到液体金属的补缩，件工艺出品率平均提高了5%以上，每年节约铁液34e，获得直接经济效益25.2万元。

　　运用大孔出流理论计算应用的浇注系统，具有铁液大流量、低流速、平稳充型的效果，大幅降低了铸件渣孔、气孔、冷隔类缺陷，使铸件废品率平均下降了由于采用了短、薄、宽的冒口颈鸭嘴型冒口新系列，有效地消除了冒口根部产生的缩孔等缺陷，解决了过去的老大难问题，现在铸件返修焊补率大幅降低，既节约了大量返修费用，又降低了工人去除冒口的劳动强度和时间。

　　该工艺技术文件的建立，使风机机壳类大型铸铁件铸造工艺编制工作实现了科学化、标准化，进一步提升了我公司的铸造工艺水平，使工作质量和工作效率