阀门铸钢件渗漏原因及防止措施探究

1.缩孔、缩松缺陷产生的机理原因

钢液在铸型内冷凝的过程中，其体积要发生三次收缩：合金液从浇注温度冷却到开始凝固的温度，称为液态收缩；从开始凝固的温度冷却到金属液全部凝固的温度，称为凝固收缩；从全部凝固的温度冷却到室温，称为固态收缩。

液态收缩的大小与浇注温度有关，浇注温度越高，液态收缩越大，因此一般在能保证流动性的前提下，应尽量降低钢液的浇注温度。液态及凝固收缩受合金成分的影响较大。比如，在其他成分相同的情况下，碳、硅含量越大，收缩就越小；而锰、硫含量越多，则收缩量越大。一般铸钢件在凝固收缩阶段的线收缩率为2.0%～3.0%。一般液态收缩时可以得到浇包中液态金属的补缩，这个阶段的收缩对铸件质量影响不大。固态收缩对形成缩孔、缩松缺陷的影响也不大，但如果在凝固收缩时得不到补缩，就会在铸件最后凝固的部位（如温度最高的中心处）形成细小或分散的孔洞，即缩孔、缩松缺陷，特别是V法铸造工艺采用的干砂造型相对铸件的冷却比较缓慢，更容易使铸钢件产生缩孔、缩松缺陷倾向。

2.缩孔及缩松缺陷产生的部位

阀门铸件生产中容易产生缩孔及缩松缺陷的部位肯定是最后凝固的地方，而导致最后凝固最常见的是发生在阀体铸件凸台和铸件法兰盘与管体连接处的几何热节部位，因为这些地方金属液的散热最慢，最后凝固而形成缺陷。

3.缩孔及缩松缺陷的防止措施

要使铸钢件在凝固过程中不产生缩孔及缩松缺陷，必须将铸件最后凝固的部位引出铸件本体，这就需要在铸件内形成顺序凝固的温度梯度，使金属液从较低温度开始凝固，而最后凝固的部位在冒口中。生产中常用的方法有以下几种：

（1）使用冒口 阀体铸钢件必须使用冒口，特别是高压阀体。冒口有明冒口和暗冒口两种。明冒口暴露在空气中，冷却速度快，浇注一段时间后就会凝固，降低了冒口的补缩效率，造成工艺出品率很低。采用暗冒口能提高冒口的补缩能力，提高工艺出品率，强化冒口的补缩效果。冒口的位置需根据铸件壁厚和冷却的情况而定，应设置在铸件最后凝固的部位。选择明冒口或暗冒口要根据产品规格型号来定。实际上冒口的计算是一个很复杂的问题，需要实践才能确定最佳冒口尺寸。(www.xing528.com)

（2）选择合适的内浇口位置 内浇口的位置对铸件是否产生缩孔及缩松缺陷的影响很大，合适的内浇口位置能避免缺陷的产生。

（3）控制浇注速度 从理论上讲，金属液进入铸型时，热量的散失和金属液与型壁接触的时间长短成正比，巨与金属液的表面积和体积的比率成正比。浇注速度影响金属液接触型壁的时间，因此控制浇注速度可改变铸件内部温度差，即浇注速度越慢，铸件内部温度差越大。但浇注速度不能太慢，否则容易形成冷隔、浇不足、热裂纹等缺陷，而太快则易产生紊流及冲坏铸型，造成夹砂等缺陷。

（4）增加工艺补贴结构 阀体铸钢件，仅靠从浇注系统设计方面出发，无法完全消除缩孔与缩松。为了获得高质量的铸件，可适当改变铸件结构，从而改善铸件的工艺性能。增加工艺补贴可保证顺序凝固，有利于冒口补缩。在冒口与热节之间增加工艺补贴，加大了补缩通道，使补缩通道迟于热节部位凝固，并使铸件实现顺序凝固。

（5）选择合适的浇注温度 根据阀体铸钢件规格型号的具体情况确定浇注温度。V法铸造减缓了铸钢件的冷却，金属冷却较慢，铸件中位于同时结晶的区域较宽，易在铸件表面形成分散缩松，所以V法铸造工艺控制浇注温度要严，温度范围要窄。

（6）合理使用冷铁 固体金属吸收热量的性能比铸砂快得多，因此可在铸件法兰盘处和凸台处放置外冷铁。由于冷铁没有补缩作用，铸件和热节的补缩仍由冒口供给，因此通常冷铁位置的确定应和冒口位置同时考虑，使铸件凝固时沿着从安放冷铁部位向冒口方向顺序凝固。

通过以上措施，产品质量会有明显提高。