喷嘴室铸造工艺设计方案

该工件是汽轮机中高压蒸汽进入气缸的初始端部件，属于高温高压件，采用耐热钢，其材料牌号是ZG15Cr2Mo1。

1.铸造工艺方案及参数的设计和选取

根据该工件的结构，分型面和浇注位置的选取如图7⁃13所示。进气口的上圆柱面设置腰形暗顶冒口1个，并命名为1#冒口，在喷嘴断面上设置2个腰形暗顶冒口，命名为2#冒口。内腔由两半砂芯形成，砂芯沿中分面分芯。加工余量的选取结果如图7⁃13所示。

2.铸件体积和重量的计算

铸件体积和重量同样采用AutoCAD软件的统计功能进行计算，结果如下：体积为81.94dm³，重量为643.2kg，考虑到保险系数，铸件的毛重取650kg。

3.冒口的设计

1#冒口下热节为76mm，考虑到内侧为封闭圆芯，散热易饱和，该热节取80mm。2#冒口下热节为94mm，取100mm。将铸件的体积沿364mm尺寸线的一端为界，划分为两部分，分别由两种规格的冒口进行补缩。区域1和区域2分别对应冒口1和冒口2，其重量分别为161.56kg、488.44kg。根据比例法，冒口1和冒口2分别预选为120mm和150mm。根据铸件的结构确定两种冒口的几何参数均为1∶1.5∶1.5，重量分别为21.8kg和42.6kg。

图7⁃13 喷嘴室铸造工艺图

经过冒口尺寸的反复计算，最终确定1#和2#冒口的尺寸分别为360mm×195mm×293mm和315mm×210mm×315mm，对应的冒口重量为131kg和116kg。(www.xing528.com)

4.总重的计算

浇注系统重量为21kg，累计重量为650kg+21.8kg+42.6kg×2+21=778kg，取浇注重量为790kg。该工艺的铸件成品率为650/790=0.822，即82.2%，过高，需要重新设计冒口尺寸。经过重算后的累计重量为650kg+131kg+116kg×2+21kg=1034kg，取总重为1050kg。

5.冒口的校核

冒口1补缩体系的核算，体收缩量为（161.56kg+131kg）×0.047=13.75kg，冒口的补缩效率η为13.75/131=0.105，即10.5%，冒口可用。

冒口2补缩体系的核算，体收缩量为（488.44kg÷2+116kg）×0.047=16.93kg，冒口的补缩效率η为16.93/116=0.146，即14.6%，冒口可用。

最终的喷嘴室铸造工艺图如图7⁃13所示，工艺效果图如图7⁃14所示。

图7⁃14 喷嘴室铸造工艺效果图