本發(fā)明涉及鈦合金鑄造設(shè)備，具體涉及泵殼石墨型組型，本發(fā)明還涉及采用該組型提高鑄造泵殼質(zhì)量的方法。

背景技術(shù)：

1、鈦合金具有密度低、比強(qiáng)度高、耐腐蝕性強(qiáng)、耐熱性好、生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶、醫(yī)療等領(lǐng)域。機(jī)加工石墨型由于其造型材料的性能特點(diǎn)，在分型面的選擇上具有較大的靈活性，鑄件質(zhì)量相對(duì)穩(wěn)定、加工量小、效率高，因此常用于小批量大型復(fù)雜鈦合金鑄件的生產(chǎn)。但采用機(jī)加工石墨型鑄造生產(chǎn)大型泵殼鑄件時(shí)，在充型過程中，較長的流動(dòng)路徑導(dǎo)致金屬液的充型能力降低，在泵殼主澆道遠(yuǎn)端部位易形成澆不足、縮孔、縮松等鑄造缺陷。且由于機(jī)加工石墨型易吸氣，在鑄造過程中與鈦合金溶液接觸時(shí)大量放氣，從而在鑄件表面形成大量皮下氣孔等表面缺陷。因此，有必要研究一種鈦合金泵殼石墨型鑄造工藝方法，以提高該類鑄件的質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供泵殼石墨型組型，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在生產(chǎn)大型泵殼鑄件質(zhì)量差的問題。

2、本發(fā)明的另一目的在于提供提高鑄造泵殼質(zhì)量的方法。

3、本發(fā)明所采用的第一種技術(shù)方案是：包括石墨罐，石墨罐的下部連接有入口法蘭連接澆道殼，入口法蘭連接澆道殼的下部連接有入口法蘭外模殼，入口法蘭外模殼的下部連接有泵殼上模，泵殼上模的下部連接有泵殼下模，泵殼下模的下部連接有底板，還包括分支澆道單元，分支澆道單元的一端與石墨罐的內(nèi)腔連通，分支澆道單元的另一端與泵殼上模和泵殼下模的內(nèi)腔連通；還包括主澆道單元，主澆道單元位于入口法蘭連接澆道殼、入口法蘭外模殼、泵殼上模和泵殼下模的內(nèi)腔，主澆道單元的底部通過若干個(gè)定位銷用底板連接。

4、本發(fā)明第一種技術(shù)方案的特點(diǎn)還在于：

5、分支澆道單元包括出口法蘭連接澆道管，出口法蘭連接澆道管的一端與石墨罐的側(cè)面連通，出口法蘭連接澆道管的另一端連接有出口法蘭澆道管，出口法蘭連接澆道管和出口法蘭澆道管垂直連接，出口法蘭澆道管的另一端垂直連接有出口法蘭外模管，出口法蘭外模管的另一端與泵殼上模和泵殼下模的內(nèi)腔連通。

6、石墨罐呈筒狀，石墨罐的開口向上，石墨罐的底部中心開設(shè)有通孔；

7、入口法蘭連接澆道殼呈筒狀，入口法蘭連接澆道殼的開口向下，入口法蘭連接澆道殼的底部開設(shè)有與石墨罐底部通孔直徑相同的通孔，入口法蘭連接澆道殼的內(nèi)腔由第一分澆道腔和錐形腔組成，第一分澆道腔由若干個(gè)第一扇形腔圍成，第一分澆道腔和錐形腔連通；

8、入口法蘭外模殼呈管狀，入口法蘭外模殼的內(nèi)腔包括大圓柱腔和小圓柱腔，大圓柱腔和小圓柱腔通過入口法蘭外模殼錐形腔連接，大圓柱腔與與入口法蘭連接澆道殼的錐形腔連通；

9、泵殼上模的底面開設(shè)有泵殼腔，泵殼腔包括泵殼上側(cè)腔，泵殼上側(cè)腔的頂部連通有泵殼頂腔，泵殼頂腔呈錐臺(tái)狀，泵殼頂腔的頂部連通有泵殼圓柱腔，泵殼圓柱腔與入口法蘭外模殼的小圓柱腔連通；泵殼頂腔的錐面上均勻開設(shè)有若干個(gè)截面為梯形的泵殼冒口，泵殼冒口的頂部開設(shè)有若干個(gè)泵殼氣孔，若干個(gè)泵殼氣孔呈矩陣式排列；

10、泵殼下模呈管狀，泵殼下模的內(nèi)腔由泵殼下側(cè)腔和泵殼端面腔組成；

11、底板上開設(shè)有圓槽，圓槽的柱面上均勻開設(shè)有若干個(gè)下冒口槽，下冒口槽與泵殼端面腔連通。

12、主澆道單元包括入口法蘭型芯，入口法蘭型芯由上管和下管組成，法蘭型芯的上管設(shè)于入口法蘭連接澆道殼的內(nèi)腔中心，入口法蘭型芯的下管穿過入口法蘭外模殼的內(nèi)腔并穿入泵殼上模的內(nèi)腔；

13、法蘭型芯的下管端部連接有流道型芯，流道型芯包括空心回轉(zhuǎn)體，空心回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)截面與泵殼的內(nèi)腔形狀相吻合，法蘭型芯的下管與空心回轉(zhuǎn)體的內(nèi)孔連通，空心回轉(zhuǎn)體位于泵殼上模和泵殼下模的內(nèi)腔；流道型芯還包括泵殼側(cè)管內(nèi)模，泵殼側(cè)管內(nèi)模的一端與空心回轉(zhuǎn)體的外柱面固接，泵殼側(cè)管內(nèi)模的另一端與出口法蘭外模管的底部端面連接，泵殼側(cè)管內(nèi)模的最大直徑小于出口法蘭外模管內(nèi)腔最小直徑；出口法蘭外模管靠近出口法蘭澆道管的端面上均勻開設(shè)有若干個(gè)泵殼側(cè)管氣孔；

14、流道型芯的空心回轉(zhuǎn)體的下部連接有下型芯，下型芯的下端面上設(shè)有若干個(gè)扇形凸臺(tái)，扇形凸臺(tái)設(shè)于圓槽內(nèi)，扇形凸臺(tái)與下冒口槽錯(cuò)位，扇形凸臺(tái)與底板通過定位銷定位連接；下型芯的內(nèi)腔一端與流道型芯的內(nèi)腔連通。

15、相互連接的兩個(gè)組型零件之間通過陽止口結(jié)構(gòu)和陰止口結(jié)構(gòu)連接，陽止口結(jié)構(gòu)呈凸臺(tái)狀，陰止口結(jié)構(gòu)呈凹槽狀。

16、本發(fā)明采用的第二種技術(shù)方案是，采用泵殼石墨型組型提高鑄造泵殼質(zhì)量的方法，具體包括如下步驟：

17、s1：對(duì)泵殼石墨型組型的每個(gè)零件進(jìn)行除氣處理；

18、s2：對(duì)泵殼上模、流道型芯和泵殼下模進(jìn)行表面覆蓋涂層操作；

19、s3：對(duì)s2中覆蓋好涂層的各零部件進(jìn)行二次除氣處理；

20、s4：對(duì)泵殼石墨型組型進(jìn)行整體預(yù)熱；

21、s5：采用泵殼石墨型組型進(jìn)行熔煉澆注鑄件；

22、s6：鑄件后處理。

23、本發(fā)明第二種技術(shù)方案的特點(diǎn)還在于：

24、s1的具體過程為：

25、將泵殼石墨型組型的每個(gè)零件置于真空除氣爐中除氣，溫度為950±10℃，保溫2-4h，真空度≤10pa，隨爐冷卻至90-110℃出爐。

26、s2中的表面覆蓋涂層操作具體過程為：

27、s201：涂覆背層，將石墨粉和粘結(jié)劑按質(zhì)量比為2~3:1混合攪拌6~8h，再加入1wt%的潤濕劑攪拌1~2h，均勻涂覆在泵殼上模、流道型芯和泵殼下模的表面，背層的厚度為0.1~0.3mm，然后在溫度24±2℃、相對(duì)濕度60%~70%的條件下干燥6~8h；粘結(jié)劑具體為dk-sg77，潤濕劑具體為dk-rs209；

28、s202：涂覆過渡層，將石墨粉和325目的y2o3的粉按質(zhì)量比為85~95:5~15加入粘結(jié)劑中，其中石墨粉和y2o3混合得到的粉末與粘結(jié)劑的粉液比例范圍為1~2:1，攪拌4~5h，再分別加入1wt%的潤濕劑和消泡劑后攪拌1~2h，均勻涂覆在背層上，過渡層的厚度為0.1~0.2mm，在相同的環(huán)境條件下干燥6~8h；消泡劑具體為dk-yx8；

29、s203：涂覆面層，將y2o3粉和粘結(jié)劑按質(zhì)量比為1~1.5:1混合攪拌2~3h，再分別加入0.5wt%的潤濕劑和消泡劑攪拌1~2h，均勻涂覆在過渡涂層上，面層的厚度為0.1~0.2mm，在相同的環(huán)境條件下干燥6~8h。

30、s3的具體過程為：將覆蓋好涂層的泵殼上模、流道型芯和泵殼下模置于真空除氣爐中除氣，溫度為950±10℃，保溫2-4h，真空度≤10pa，隨爐冷卻至90-110℃出爐；

31、s4的具體過程為：將除氣后的泵殼石墨型組型用螺栓、螺母及加固板對(duì)泵殼石墨型組型進(jìn)行軸向和徑向加固，將組合裝配好的泵殼石墨型組型放入烘箱中預(yù)熱，溫度為250-350℃，保溫3-5h。

32、s5的具體過程為：將泵殼石墨型組型放入真空自耗電極凝殼爐內(nèi)，當(dāng)電流達(dá)到38ka時(shí)開始熔煉，真空度≤7pa，熔煉澆注完成后隨爐冷卻2-4h出爐；

33、s6的具體過程為：待鑄型冷卻至室溫，分別采用氣割和線切割切除澆道和冒口，清理泵殼石墨型，對(duì)鑄件進(jìn)行熱等靜壓、補(bǔ)焊和退火處理。

34、本發(fā)明的有益效果是：

35、本發(fā)明泵殼石墨型組型及提高鑄造泵殼質(zhì)量的方法，采用根系網(wǎng)絡(luò)式澆注系統(tǒng)，并在根系澆道末端設(shè)計(jì)回流式內(nèi)澆口，確保金屬液均勻流動(dòng)，充型平穩(wěn)，減少了局部過熱或過冷問題，從而有效減少氣孔、冷隔、裂紋等鑄造缺陷，提高了鑄件內(nèi)部質(zhì)量。通過在泵殼石墨型組型表面涂覆面層、過渡層及背層，達(dá)到了有效填充泵殼石墨型組型的表面小孔隙，提高涂層間結(jié)合性，減少因熱應(yīng)力造成的裂紋，從而提高鑄件表面質(zhì)量的目的。