解决800WN叶轮初始不平衡量偏大的问题

冯晓冉

1.生产现状

800WN叶轮是我厂最早生产的大型泥浆泵叶轮，但在叶轮生产初期，我们受到了铸件初始不平衡量偏大的问题困扰，由于其材质的特殊性（采用耐磨白口铸铁），修磨需要大量时间，费时费力也影响交货时间。

叶轮最大外缘直径2100mm，总高700mm，流道高度310mm，前盖板壁厚65mm，后盖板壁厚60mm，毛坯重量约4t，主叶片3枚。

800WN叶轮铸造工艺如图1所示。生产时采用呋喃树脂砂，型芯涂刷涂料采用醇基锆砂粉涂刷，组芯造型。浇冒口布置方面：轴头两个φ350mm腰圆形冒口均布，盖板3个φ240mm冒口均布且对准主叶片，上下层浇道通过φ90mm直浇道连接。浇注重量约8t。

根据公司要求，应将800WN叶轮铸件初始不平衡量控制在2kg以内。

2.原因分析及对策

造成800WN叶轮初始不平衡量的原因是多方面的，分别从人、机、料、环、法等方面进行细致分析，从而得出以下两个主要原因。

（1）冒口存在缩孔、缩松问题，从而影响内部组织致密性导致叶轮不平衡量加大。

轴头冒口出现缩孔、缩松的主要原因是通常轴头的壁厚较厚，在200mm左右，热节较大，从而需要更多的铁液进行补缩，而实际生产中往往由于冒口高度或冒口直径不合理导致补缩能力不足，而且普通冒口的补缩效率有限，难以满足要求。

解决措施：轴头冒口采用发热冒口，保证冒口高度在600mm以上，浇注完毕后5～10min对冒口进行补浇，并加发热覆盖剂。

盖板处冒口的缩孔、缩松主要原因是冒口颈处型砂过热引起的呛火造成的，改进措施为取消砂型冒口座，改用陶瓷成形冒口座，从而增加耐火度，同时配合使用发热冒口，增强补缩能力。采取改进措施后效果较好，图2～图4是部分实物照片

（2）800WN叶轮芯定位少，定位精度差引起尺寸偏差，从而造成初始不平衡量加大。

图1 800WN叶轮铸造工艺

图2 改进前轴头冒口缩孔

图3 改进后轴头冒口缩孔消失

图4 80WN叶轮冒口

800WN叶轮在下芯中仅有一个定位，且使用砂型定位销，导致整体定位精度差，影响铸件各个方面的尺寸，比如叶片厚度和盖板厚度等，其结果直接导致叶轮铸件初始不平衡量加大。

采取的对策：①三个叶片砂芯都增加定位（见图5），这样做可以保证下芯精度，直接结果就是每枚叶片厚度更加均匀，不再靠人为调节砂芯位置来控制叶片厚度。②增加金属内定位销（见图6），原使用的砂型定位销易损坏，定位精度低，使用金属定位销可以增加定位精度，不但方便合箱，还可循环使用。③下芯后使用同轴度卡板（见图7），以保证下芯精度。

3.效果检验

采取改进措施后我们生产了800WN叶轮3件，初始不平衡量分别为1.8kg、1.7kg、2kg，均控制在要求范围内，尺寸精度大为提高。

4.结语

800WN叶轮初始不平衡量偏大问题的解决，不仅降低了成本，提高了铸件质量，同时保证了交货期，促进了公司质量升级工作的开展。另外，通过该次攻关活动对我们质量意识等方面也是个提高。

图5 模型增加定位

图6 金属内定位销

图7 同轴度卡板