真空泵泵体双侧爬芯铸造工艺设计袁东洲12王张龙1袁森3孙家聚，高修启1（1.山西阳城县华王通用离心铸管厂，山西阳城0481032.陕西省内燃机配件二厂，陕西咸阳712025 3.西安理工大学，陕西西安沿轴向分散贴芯进入铸型，充型平稳；同时在上箱底脚端面处设置溢流冒口，消除了气、结疤及夹砂类缺陷；运用均衡凝固技术作指导，成功的生产出符合国外客商要求的高品质铸件。
MQSPORT―M5型真空泵是我们为国外客商生产的销往北美和澳洲的出口产品。真空泵泵体是真空泵的重要部件，由于它对真空泵性能的优劣起到关键性作用。因而，客商在技术上提出较高的要求：材质牌号为ANSI-NO40（美国铸铁标准），化学成分控制范围：W：=2及基体组织要求：基体组织中珠光体含量>90，石墨要求<10 .其材质介于我国H250与HT300牌号之间。泵体铸件形状较为复杂，尺寸精度要求高，中孔部位加工粗糙度Ra08铸件表观上功率标识、方向标记铸字的凸起高度3都有严格要求；技术要求：泵体铸件材质为高强度，铸件组织致密、均匀，不得有任何缩孔、砂眼、疏松及气孔等铸造缺陷。这些都给铸造带来一定的难度，接到订单后前期策划对铸造工艺的设计就显得尤为重要。
1铸件结构特性及工艺性分析泵体为密闭的空间圆形箱式结构，泵体件壁薄厚相差悬殊，而且在铸件表面有多条散热片，除两端面各有一个法兰盘外，在两侧面上部还各有88X 88mm小端盖各一个，五面加工。泵体铸件的轮廓尺寸308X 145mm主要壁厚15mm大壁厚35mm铸件重量23kg铸件结构如所示）。考虑个订单的批量及交货时限要求，我们制作模具时采用快速成形的树脂塑料模型；铸型为普通湿型粘土煤粉砂手工造型；235大圆孔与两侧孔成型砂芯为覆膜砂砂芯，组芯后刷涂料，然后进行低温（45°C~60C汗燥，方可允许下芯。熔炼设备为3th中天炉一中频感应电炉双联熔炼，对于高强度铸件真空泵泵体为保证组织致密达到材质要求，借鉴国外熔炼高强度铸铁的经验，对于化学成分相同的铸铁，废钢加入量增加可显著提高抗拉强度，因此，我们把配料比例定为：废钢35 ~40，生铁（1425~30，其余为回炉铁。孕育剂选用RS75+BaSRe复合孕育，加入总量为0.6~0.8.出铁温度为~1470C（SY903型智能数显测温仪）确保浇注温度在规定范围。浇注方式为茶壶式浇包，每包铁液要浇9箱，浇注时注重挡淹，而且要求先把包嘴的铁液排溢少许后，再进行浇注；浇注时间为9 s~11，8中速浇注充型。设计工艺时，我们综合考虑分析：一是铸件结构特征及工艺性，二是结合铸造车间实际的生产条件。泵体结构特别是连接底脚处壁厚不均匀，泵体平均压头上的多个散热片所形成的若干个小热节，中间分型后所采用的中注方式引入铁液，型腔中的铁液温度下高上低；在中部设置冒口高度有限，而且又紧靠铸件热节势必造成热干扰，在铸件成型中很容易形成疏松、缩孔缺陷。在不改变分型位置条件下，确定采用爬芯顶注工艺方案。
1）泵体铸件每箱生产一件，采用卧式造型，浇注系统设计采取中间式注入如所示；中间分型即分型面在中A-A处分型；不加工的侧圆孔（可做出气孔）放在下箱。
腔中孔大圆芯与两个侧孔的砂芯制芯时组合成一个整体芯，这样既保证了中孔和两侧孔内表面无粘砂、飞翅及毛刺，又可以减少砂芯在中间环节损坏，而且提高了生产效率。底脚的上下面成形，采用由侧芯即外皮芯制成一体成形。
2浇注系统设计2.1浇注位置的确定按照均衡凝固原理设计泵体铸件的浇注系统。
把直浇道置于侧孔一侧（如所示）分左右两道横浇道沿分型面爬芯，爬芯横浇道上引出四道内浇道侮侧两道）贴芯轴向使铁液分散、平稳流入型腔。同时，在上型底脚分离面增设一个楔型压边冒口补缩，以达到排气、排渣，溢出先进入型腔的低温铁液之目的；同时在对应底脚分离面处的砂型开设4个暗气孔，及时排除该部位砂型因高温铁液烘烤而迁移的水分，防止形成水分聚集区，从而有效地防止气孔、夹砂、结疤缺陷的产生。
浇注系统选用开放式，以达到大流量、低流速、平稳洁净地充型目的。浇注系统各组元截面比为：通过直浇道小截面处浇注重量（即铸件重整取G=浇注时间9S规整取10S直浇道有效高度：H=256mm铸件高度L=308mm内浇道总截面积：G小截面积，在根部）2.2爬芯横浇道与内浇道比例分配横浇道从左右两侧爬芯，每个爬芯横浇道沿圆周方向排列三个内浇道，接近阶梯式浇注系统，为保证底层内浇道先进入铁液。
上箱爬芯横浇道截面积分别为：3溢流冒口工艺试验时，底脚的端面处有夹砂、流痕，严重的是结疤，分析其形成的原因后，才在底脚端面设置了压边式溢流冒口。压边尺寸的宽X长=3mmX6mm冒口上部设计为楔形，以溢出更多铁液，如所示。
铸件工艺设计后，按此工艺首批订单生产的200件，铸件表观质量符合客商要求，内在质量达到技术条件规定。经机加工后，铸造生产中的成品率一直稳定在94 3结论对真空泵泵体圆筒类箱式铸件卧式造型，利用大圆孔的芯头，采取铁液经横浇道爬芯的铸造工艺，合理选用浇注系统截面比值，由于有效控制充型压头，使铁液呈附壁状态流入型腔，实现了大流量、低速度、平稳洁净充型；辅助以压边式溢流冒口，加之合理的开设排气孔，有效地防止了气孔、夹砂、结疤等缺陷的产生；增强自补缩能力，保证了泵体铸件组织的致密均匀。应用均衡凝固技术设计双侧爬芯工艺生产的铸件，加工后全部达到ANSI-NO 40材质技术要求，顺利完成首批订单任务，取得国外客商的首肯和信任。同时为企业创造了可观的经济效益和社会效益。
