专利名称：蝶阀阀体的铸造方法
技术领域：
本发明涉及一种铸造方法，具体的说是一种蝶阀阀体的铸造方法。
背景技术：
目前，蝶阀阀体广泛用于石化行业的密封管道领域，随着密封管道的管径加大，蝶阀阀体的口径也逐渐增大到2米以上，我们称直径大于1.8米的蝶阀阀体为大型阀体结构， 大型蝶阀阀体并无专门的铸造设备，因为理论分析得到蝶阀阀体11直径较大且两端设有法兰12，成型后表面质量和圆度较难控制，且铸造过程中由于钢水收缩比很难保证，也就是说有法兰端和无法兰端在同温度下收缩比是很难控制的，因此铸造过程中很容易出现失圆和裂纹现象，现在市场上所售大型蝶阀阀体均是采用钢板焊接而成，采用焊接而成的蝶阀阀体存在以下弊端耐用度较低，耐腐蚀性和稳定性均差，严重降低了阀门的密封性能，因此造成使用该阀门的企业经常要停工检修。
发明内容
本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种蝶阀阀体的铸造方法，其制备工艺简单，处理时间短，生产效率提高50%以上，且保证铸造成型的蝶阀阀体的圆度和表面质量较好，提高阀体的耐用度、耐腐蚀性和稳定性。本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是蝶阀阀体的铸造方法， 其特征在于具体步骤如下
步骤一、制作内芯将制作内芯芯盒的模具固定后，在模具槽内均勻设置冷铁，然后用水玻璃砂装满模具槽，水玻璃砂表面打平后将通气管插入模具槽内，通入二氧化碳气体， 2-3分钟后停止通气，拆掉模具，制成的沙坯备用；在沙坯的工作面涂抹锆英粉涂料，涂抹厚度为1. 5—2. 5 mm，在室温下将沙坯工作面点燃直到自然熄灭；后采用喷枪对沙坯的工作面进行烘烤，烘烤温度为800—1200°C，烘烤时间2—3分钟；重复该步骤中涂抹涂料、点燃、 烘烤的工序2—3遍，单个内芯芯盒制作完成，将多个扇形的内芯芯盒组成一个环形的内芯结构，制成的内芯备用；
步骤二、按照步骤一的方法制作外芯芯盒，将多个扇形的外芯芯盒组成一个环形的外芯结构，在两个相对应的外芯芯盒内圆周面上设有形成蝶阀阀体端面法兰的圆形模腔，制成的外芯备用；
步骤三、采用水玻璃砂制作模具底座，将水玻璃砂打平后，采用二氧化碳气体烘干，在模具底座上设置一个环形凸块，环形凸块上端面均布镶嵌冷铁，在模具底座中心处设置轴杠，制成的模具底座备用；
步骤四、将内芯设置在模具底座上环形凸块的内侧，内芯的圆心与轴杠重合，在内芯与轴杠之间的间隙内填充水玻璃砂，将外芯设置在环形凸块的外侧，外芯的圆心与轴杠重合；
步骤五、以外芯上形成蝶阀阀体端面法兰的圆形模腔的中心线为基准线，将垂直于该基准线的内芯和外芯的直径上的内芯芯盒和外芯芯盒分别向外侧移动1.5— 6 mm，位于基准线处的内芯芯盒和外芯芯盒保持不动，调整其余内芯芯盒和外芯芯盒的位置，使内芯外圆周面和外芯的内圆周面形成圆滑表面，然后将内芯中的水玻璃砂打平，用二氧化碳气体烘干后备用；
步骤六、在外芯的外圆周面上设置保温外壳，在内芯和外芯的上端面设置封盖，通过封盖上的浇注口，在1. 5— 2. 5分钟内完成钢水浇注，保温7个小时后，铸造完成。本发明的有益效果是
该制备工艺简单，设计合理，处理时间短，提高生产效率50%以上，保证成型后蝶阀阀体的稳定性，圆度较好，表面无裂纹，大大提高阀门的密封性，在工艺流程中，合理确定芯盒的工艺流程，保证内芯外芯的圆度以及定位要求，其次，通常认为模具越圆，铸造成型的产品也就越圆，然而实际铸造成型中，无论怎样调整内芯和外芯的圆度，铸造出的蝶阀阀体圆度均较差，造成了阀门的密封性能大大降低，经过多次试验得知由于蝶阀阀体两端设有法兰，带有法兰端和无法兰端在同等温度的情况下，收缩比是不一致的，因此圆度在高的模具也无法铸造出好的蝶阀阀体，因此，本工艺方法在定位好内芯和外芯后，事先调整内芯和外芯的位置，防止蝶阀阀体的法兰和无法兰端收缩比不一致导致阀体失圆和裂纹情况发生， 为蝶阀阀体的无法兰端提供一个补正量，本方法经过多次试验，调整到补正量的最佳值为 3 —12 mm，即为将成型无法兰端的内芯和外芯孔径向外侧调整3 —12 mm，成型带法兰端的那一侧保持不动，保证了铸造后的产品圆度好，表面质量好，大大提高阀门的密封性能。
图1是本发明的结构剖视图。图2是模具底座的结构示意图。图3是内芯的结构示意图。图4是内芯芯盒的主视图。图5是内芯芯盒的后视图。图6是外芯的结构示意图。图7是外芯芯盒的主视图。图8是外芯芯盒的后视图。图9为蝶阀阀体的结构示意图。图中标记1、模具底座，2、内芯，3、外芯，4、轴杠，5、保温外壳，6、封盖，7、内芯芯盒，8、外芯芯盒，9、环形凸块，10、冷铁，11、蝶阀阀体，12、法兰。
具体实施例方式如图所示， 蝶阀阀体采用的铸造设备结构如下
主要由模具底座1、内芯2、外芯3、保温外壳5和封盖6构成，模具底座1上端面设有一个环形凸块9，内芯2和外芯3设置环形凸块9的两侧，内芯2和外芯3的高度相等，在模具底座1的中心设有轴杠4，轴杠4的高度分别大于内芯2和外芯3高度，设置轴杠4的目的主要是为设置内芯和外芯提供一个定位基准，在外芯3的外圆周面设有保温外壳5，在内芯2和外芯3的上端设有封盖6，封盖6上设有浇注口和冒口。所述的环形凸块9、内芯2、外芯3和轴杠4的中心轴线重合，保证整个铸造产品的圆度。
所述的环形凸块9的上端面均勻镶嵌有多个冷铁10，同时在内芯2的外圆周面和外芯3的内圆周面镶嵌有冷铁10，调整钢水同步冷却收缩，成型后的产品无裂纹和气孔。所述的模具底座1、内芯2和外芯3均由水玻璃砂制作而成，将水玻璃砂按照规定形状成型后，采用二氧化碳气体吹干使得模型变硬，使用非常方便。所述的内芯2为环形结构，由两块以上呈扇形的内芯芯盒7组成，在任意一个内芯芯盒与另一个内芯芯盒连接的端面上均设有凹槽，即为在内芯芯盒7的连接端面上设有凹槽，该凹槽的的深度一般在2—3 mm。设置凹槽的目的是为了给受热的模具预先设置的收缩缝。首先通过模具成型单个内芯芯盒，表面处理坚固后，将多个内芯芯盒组成一个环形的内芯构件，
所述的外芯3为环形结构，由多块呈扇形的外芯芯盒8组成，同样在外芯芯盒8的连接端面上也设有凹槽，该凹槽的的深度一般在2—3 mm。首先通过模具成型单个外芯芯盒，表面处理坚固后，将多个外芯芯盒组成一个环形的外芯构件。该处所描述的内芯芯盒为组成环形内芯的扇形模块，外芯芯盒为组成环形外芯的扇形模块。采用该铸造设备制作蝶阀阀体的铸造方法步骤如下 实施例一
步骤一、制作内芯结构环形的内芯由多个扇形的内芯芯盒组成， 内芯芯盒采用水玻璃砂为原料，将制作内芯芯盒的模具固定后，在模具槽内均勻设置多个冷铁，冷铁的数量根据内芯芯盒的工作面积合理确定，将水玻璃砂装满模具槽，表面打平后将通有二氧化碳气体的管口插入模具槽内，2分钟后二氧化碳气体与水玻璃砂充分反应后水玻璃砂变硬，拆掉模具，沙坯制作完成后备用；将成型后沙坯的工作面涂抹锆英粉涂料，涂抹厚度为1.5 mm，在室温下点燃直到自然熄灭；后采用液化气喷枪对沙坯的工作面进行烘烤，烘烤温度在800°C，烘烤时间在2分钟；重复该步骤中涂抹、点燃、烘烤工艺流程3 遍后，单个内芯芯盒制作完成，将多个扇形的内芯芯盒组成一个环形的内芯结构，内芯制作完成备用；
步骤二、按照步骤一方法制作外芯芯盒，外芯根据实际的尺寸选择模具，制备方法和步骤一相同，将多个扇形的外芯芯盒组成一个环形的外芯结构，在两个相对应的外芯芯盒内圆周面上设有形成蝶阀阀体端面法兰的圆形模腔，当法兰过大时，圆形模腔占用的外芯芯盒的数量也随之增多，外芯制作完成备用；
步骤三、采用水玻璃砂制作模具底座，将水玻璃砂打平后，采用二氧化碳气体烘干，完成后模具底座为一个环形的平面，在模具底座上设有一个环形凸块，环形凸块的中心轴线与模具底座的中心轴线重合，环形凸块的高度高出模具底座30— 50 mm，优选40 mm，环形凸块上端面均布镶嵌有冷铁，在模具底座中心处设置轴杠，模具底座完成后备用；
步骤四、将内芯设置在环形凸块的内侧，各个内芯芯盒以轴杠作为定位基准，调整内芯的圆度后，在内芯与轴杠之间的间隙内填充水玻璃砂，将外芯设置在环形凸块的外侧，外芯芯盒以轴杠作为定位基准，调整外芯的圆度后，备用；
步骤五、外芯内表面、内芯外表面和环形凸块上端面共同构成的形状为铸件蝶阀阀体的形状，将成型蝶阀阀体的一端法兰的中心线为基准线，以该基准线和轴杠中轴线的交点为圆心，该基准线向两侧分别旋转90°，将位于该端面处的内芯芯盒和外芯芯盒均向外侧 (为远离轴杠的一侧)移动1. 5mm，位于法兰中心线处的内芯芯盒和外芯芯盒不动，并调整剩余的内芯芯盒和外芯芯盒位置使得内芯外圆周面和外芯的内圆周面为一个圆滑表面，后将内芯中的水玻璃砂打平，采用二氧化碳气体烘干后备用；
步骤六、在外芯的外圆周面设置保温外壳，在内芯和外芯的上端面设置封盖，在封盖上的浇注口位置将钢水在1. 5分钟内浇注完成，后保温7个小时后，铸造成型。所述的锆英粉涂料主要成分由锆英粉、酒精、粘结剂组成，市场有售。实施例二 蝶阀阀体的铸造方法，其特征在于具体步骤如下
步骤一、制作内芯将制作内芯芯盒的模具固定后，在模具槽内均勻设置冷铁，然后用水玻璃砂装满模具槽，水玻璃砂表面打平后将通气管插入模具槽内，通入二氧化碳气体，3 分钟后停止通气，拆掉模具，制成的沙坯备用；在沙坯的工作面涂抹锆英粉涂料，涂抹厚度为2. 5 mm，在室温下将沙坯点燃直到自然熄灭；后采用喷枪对沙坯的工作面进行烘烤，烘烤温度为1200°C，烘烤时间3分钟；重复该步骤中涂抹涂料、点燃、烘烤的工序2遍，单个内芯芯盒制作完成，将多个扇形的内芯芯盒组成一个环形的内芯结构，制成的内芯备用；
步骤二、按照步骤一的方法制作外芯芯盒，将多个扇形的外芯芯盒组成一个环形的外芯结构，在两个相对应的外芯芯盒内圆周面上设有形成蝶阀阀体端面法兰的圆形模腔，制成的外芯备用；
步骤三、采用水玻璃砂制作模具底座，将水玻璃砂打平后，采用二氧化碳气体烘干，在模具底座上设置一个环形凸块，环形凸块上端面均布镶嵌冷铁，在模具底座中心处设置轴杠，制成的模具底座备用；
步骤四、将内芯设置在模具底座上环形凸块的内侧，内芯的圆心与轴杠重合，在内芯与轴杠之间的间隙内填充水玻璃砂，将外芯设置在环形凸块的外侧，外芯的圆心与轴杠重合；
步骤五、以外芯上形成蝶阀阀体端面法兰的圆形模腔的中心线为基准线，将垂直于该基准线的内芯和外芯的直径上的内芯芯盒和外芯芯盒分别向外侧移动6 mm，位于基准线处的内芯芯盒和外芯芯盒保持不动，调整其余内芯芯盒和外芯芯盒的位置，使内芯外圆周面和外芯的内圆周面形成圆滑表面，然后将内芯中的水玻璃砂打平，用二氧化碳气体烘干后备用；
步骤六、在外芯的外圆周面上设置保温外壳，在内芯和外芯的上端面设置封盖，通过封盖上的浇注口，在2. 5分钟内完成钢水浇注，保温7个小时后，铸造完成。实施例三蝶阀阀体的铸造方法，其特征在于具体步骤如下
步骤一、制作内芯将制作内芯芯盒的模具固定后，在模具槽内均勻设置冷铁，然后用水玻璃砂装满模具槽，水玻璃砂表面打平后将通气管插入模具槽内，通入二氧化碳气体， 2. 5分钟后停止通气，拆掉模具，制成的沙坯备用；在沙坯的工作面涂抹锆英粉涂料，涂抹厚度为2 mm，在室温下将沙坯点燃直到自然熄灭；后采用喷枪对沙坯的工作面进行烘烤，烘烤温度为1000°C，烘烤时间3分钟；重复该步骤中涂抹涂料、点燃、烘烤的工序3遍，单个内芯芯盒制作完成，将多个扇形的内芯芯盒组成一个环形的内芯结构，制成的内芯备用；
步骤二、按照步骤一的方法制作外芯芯盒，将多个扇形的外芯芯盒组成一个环形的外芯结构，在两个相对应的外芯芯盒内圆周面上设有形成蝶阀阀体端面法兰的圆形模腔，制成的外芯备用；
步骤三、采用水 玻璃砂制作模具底座，将水玻璃砂打平后，采用二氧化碳气体烘干，在模具底座上设置一个环形凸块，环形凸块上端面均布镶嵌冷铁，在模具底座中心处设置轴杠，制成的模具底座备用；
步骤四、将内芯设置在模具底座上环形凸块的内侧，内芯的圆心与轴杠重合，在内芯与轴杠之间的间隙内填充水玻璃砂，将外芯设置在环形凸块的外侧，外芯的圆心与轴杠重合；
步骤五、以外芯上形成蝶阀阀体端面法兰的圆形模腔的中心线为基准线，将垂直于该基准线的内芯和外芯的直径上的内芯芯盒和外芯芯盒分别向外侧移动3 mm，位于基准线处的内芯芯盒和外芯芯盒保持不动，调整其余内芯芯盒和外芯芯盒的位置，使内芯外圆周面和外芯的内圆周面形成圆滑表面，然后将内芯中的水玻璃砂打平，用二氧化碳气体烘干后备用；
步骤六、在外芯的外圆周面上设置保温外壳，在内芯和外芯的上端面设置封盖，通过封盖上的浇注口，在2分钟内完成钢水浇注，保温7个小时后，铸造完成。
权利要求
1.蝶阀阀体的铸造方法，其特征在于具体步骤如下步骤一、制作内芯将制作内芯芯盒的模具固定后，在模具槽内均勻设置冷铁，然后用水玻璃砂装满模具槽，水玻璃砂表面打平后将通气管插入模具槽内，通入二氧化碳气体， 2-3分钟后停止通气，拆掉模具，制成的沙坯备用；在沙坯的工作面涂抹锆英粉涂料，涂抹厚度为1. 5-2. 5 mm，在室温下将沙坯点燃直到自然熄灭；后对沙坯的工作面进行烘烤，烘烤温度为800—1200°C，烘烤时间2—3分钟；重复该步骤中涂抹涂料、点燃、烘烤的工序2— 3遍，单个内芯芯盒制作完成，将多个扇形的内芯芯盒组成一个环形的内芯结构，制成的内芯备用；步骤二、按照步骤一的方法制作外芯芯盒，将多个扇形的外芯芯盒组成一个环形的外芯结构，在两个相对应的外芯芯盒内圆周面上设有形成蝶阀阀体端面法兰的圆形模腔，制成的外芯备用；步骤三、采用水玻璃砂制作模具底座，将水玻璃砂打平后，采用二氧化碳气体烘干，在模具底座上设置一个环形凸块，环形凸块上端面均布镶嵌冷铁，在模具底座中心处设置轴杠，制成的模具底座备用；步骤四、将内芯设置在模具底座上环形凸块的内侧，内芯的圆心与轴杠重合，在内芯与轴杠之间的间隙内填充水玻璃砂，将外芯设置在环形凸块的外侧，外芯的圆心与轴杠重合；步骤五、以外芯上形成蝶阀阀体端面法兰的圆形模腔的中心线为基准线，将垂直于该基准线的内芯和外芯的直径上的内芯芯盒和外芯芯盒分别向外侧移动1.5— 6 mm，位于基准线处的内芯芯盒和外芯芯盒保持不动，调整其余内芯芯盒和外芯芯盒的位置，使内芯外圆周面和外芯的内圆周面形成圆滑表面，然后将内芯中的水玻璃砂打平，用二氧化碳气体烘干后备用；步骤六、在外芯的外圆周面上设置保温外壳，在内芯和外芯的上端面设置封盖，通过封盖上的浇注口，在1. 5— 2. 5分钟内完成钢水浇注，保温7个小时后，铸造完成。
全文摘要
蝶阀阀体的铸造方法，步骤一、制作内芯将多个扇形的内芯芯盒组成一个环形的内芯结构备用；步骤二、按照步骤一的方法制作外芯芯盒，将多个扇形的外芯芯盒组成一个环形的外芯结构备用；步骤三、制成模具底座备用；步骤四、将内芯和外芯设置在模具底座上，保证同心；步骤五、合理调整内芯和外芯的位置，然后将内芯中的水玻璃砂打平，用二氧化碳气体烘干后备用；步骤六、通过封盖上的浇注口，在1.5—2.5分钟内完成钢水浇注，保温7个小时后，铸造完成。该制备工艺简单，设计合理，处理时间短，提高生产效率50%以上，保证成型后蝶阀阀体的稳定性，圆度较好，表面无裂纹，大大提高阀门的密封性。
文档编号B22D15/00GK102218518SQ201110155828
公开日2011年10月19日 申请日期2011年6月10日 优先权日2011年6月10日
发明者付银团, 仝长河, 张本政, 杜朝玉, 范建超, 辛金福 申请人:河南豫兴铸造有限公司