不锈钢转轮整体铸件气孔的预防

冲击式水轮机不锈钢铸件 气孔预防对策；生产实践结果表明，两次进炉烘烤使砂型完全干燥，同时控制好砂型二次烘烤后的出炉时间，以适当提高浇注时铸型的温度，是防止转轮整体铸件产生气孔和冷隔缺陷较为理想的措施。
冲击式水轮机转轮是冲击式水轮机的关键零件。由于冲击式水轮机工作水头高，转轮承受着高强度、高频率冲击载荷，因而对整铸转轮的品质要求特别高。为了整铸出优质冲击式水轮机不锈钢转轮，对其铸造缺陷形成的原因进行探讨，并有针对性地对铸造缺陷采取预防措施。
冲击式水轮机大小不同，其转轮的大小也各异，但其结构基本相似，都由轮盘和均匀分布于轮盘外圆的若干个水斗构成。轮盘较厚，一般在 120-250mm 之间。轮盘中心有 1 个轴孔。水斗壁较薄而且不均匀，越靠近水斗根部越厚，其壁厚大部分 <30mm ，水斗正反面均呈不规则的圆滑曲面，形如瓢状。水斗与水斗之间距离很小（尤其是水斗根部）。
整铸转轮的铸造 工艺方案，从制芯到合箱，通常采用下述操作程序和方法：制作 1# 、 2# （ 3# 、 4# ）型芯 -> （涂刷涂料） -> 进炉烘干 -> 涂刷涂料 -> 用天然气烘干 -> 组合 1# 型芯 -> 下 2# 型芯并填砂舂实 -> 用天然气烘干、填砂 ->1# 型芯外套砂箱并填砂舂实 -> （组合 3# 、 4# 型芯） -> 合上箱 -> 用天然气预热型腔 -> 浇注。浇注温度在生产中通常用出钢温度和出钢后至浇注的时间来控制，出钢温度为 1620-1630 ℃ ，出钢后至浇注的时间为 6-10min 。
1 气孔产生的原因及预防
1.1 气孔的特征
整铸转轮的砂型虽采用干型，但铸件中却经常产生气孔缺陷。气孔主要发生在水斗的下半边（以浇注位置而言），严重时水斗各断面均有气孔，气孔大多位于水斗断面中间，表面上通常很难发现，仅在水斗的飞边或扁出气孔切割后能见到少许气孔，一旦将水斗表面刨开，里面的气孔呈现蜂窝状密布，而且每个水斗气孔的严重程度不同。轮盘部分一般无气孔。
1.2 气孔产生的主要原因
在组芯合箱过程中， 1# 型芯组芯时间长，热量损失大，组合后的 1# 型芯和铁平板温度低。组芯后， 1# 型芯与 2# 型芯的间隙以及 1# 型芯外圆均须用水玻璃石英砂填实。为使 1# 型芯与 2# 型芯的间隙中的填充砂干燥，常用天然气进行烘烤。当烘烤 1# 型芯与 2# 型芯的间隙中的填充砂时，以及 1# 型芯外围的填充砂在 1# 型芯余热作用下，均会产生水蒸汽，这些水蒸汽的一部分沿 1# 型芯之间的间隙进行扩散，这部分水蒸汽有些沿间隙继续上升而排入空气，有些被 1# 型芯吸收；另一部分水蒸汽则在间隙内遇上温度很低且无排气孔（为防止浇注时金属液从 1# 型芯的间隙跑火，组芯铁平板通常不设置排气孔）的铁平板而凝结成水，沉积在铁平板上。浇注时，砂型温度升高，砂型中的水分汽化；当金属液到达水斗时，在热辐射的高温作用下，铁平板上凝结的水分也被汽化。 1# 型芯间隙内的水蒸汽无畅通的排气通道，水蒸汽压力会迅速增大，当压力大于金属液静压与其表面张力之和时，水蒸汽就侵入钢液，而形成气孔。