我国压缩机制造业经历了建国初期的仿制，到自行 设计制造。改革开放以来 , 伴随着国民经济的发展，压 缩机制造业在积极引进国外先进技术（含装备）、管理 理念和管理制度的基础上，结合我国国情进行了消化吸 收和再创新，自主创新能力不断增强。随着全球压缩机 制造产业的转移，国际知名的压缩机制造商纷纷到中国 设厂，我国逐步演变成全球压缩机的生产制造基地，国 内外市场对压缩机品种和数量需求的持续增长，推动了 我国压缩机制造业的发展。目前，已能够设计、生产各 类压缩机。 本公司生产的迷宫压缩机对比以往的复式压缩机具 有机组占地面积小、 机组的易损件数量大幅减少、 效率高、 生产成本降低、管路布置简洁、不宜产生管路振动和施 工安装对现有机组（装置）影响小等优点。迷宫缸体作 为迷宫压缩机的核心铸件，其工艺稳定性对整个压缩机 的使用稳定性起着重要的作用。 以往，主要是根据以前的生产经验进行工艺设计， 如根据缸径的位置来选择分型面，铸件的厚大位置必须 设冒口等，以至于该类产品成品率低。近年来，借鉴了 国外铸造厂的工艺设计方式，并以华铸 CAE 模拟软件 分析结果为依托，对迷宫缸体的工艺进行了重新设计， 尝试了无冒口工艺方案。 1 迷宫缸体的传统造型工艺方案 传统缸体的造型工艺方案 （图 1） ， 采用 3 个分型面， 4 箱造型，手工摆放多个发热冒口，内浇道手工开中间 注式浇注系统。该产品的传统工艺方案无论分型面的选 择，还是浇冒口的设计，都缺乏理论依据。产品多数带 有砂眼、缩松、冒口缩坑、进脏和各种压力测试不合格 等缺陷，造成该产品废品率高。生产的铸件外观如图 2 所示，其冒口根部缺陷如图 3 所示。 图 1 原造型工艺方案 Fig.1 Original molding process 图 2 利用原方案生产的铸件的外观图 Fig.2 Appearance drawing of casting produced by the original molding process 毛洪宇，谷 雨 （沈阳远大压缩机有限公司，辽宁 沈阳 110020） 摘要： 摘要：采用无冒口铸造工艺制造了质量为2 500kg的QT450-10A球墨铸铁压缩机缸体。缸体表面用ø20 mm 铁管作为放气孔，在部分热点区域布置冷铁和放置铬铁矿砂。试生产结果表明，缸体的水压、气压试验及性 能均符合技术要求。 关键词： 关键词：无冒口铸造；补缩；球墨铸铁 中图分类号： 中图分类号：TG242 文献标识码： 文献标识码：B 文章编号： 文章编号：1673－3320（2020）01－0040－03 收稿日期：2019-11-21 修定日期：2019-12-13 作者简介：毛洪宇（1986-），男，辽宁铁岭人，工程师。主 要研究方向为铸造工艺及材料、模具设计制造。2020 年第 1 期 工艺试验与应用 41 图 3 利用原方案生产的铸件冒口根部明显的缺陷 Fig.3 Obvious defects at riser root of casting produced by the original molding process 2 迷宫压缩机缸体改进工艺方案 由于该铸件的传统工艺方案产生了大量的废品，对 公司的生产成本和交货及时率都造成了不良的影响。所 以，根据铸件的结构改进了工艺方案： ( 1 ) 根据铸件的结构特点，在铸件的缸径中心进行 分型，由传统的 3 个分型面改为 1 个分型面，实现两箱 造型的目的； ( 2 ) 改用底注半封闭式浇注系统，根据水力学奥赞 公式重新计算最小阻流面积，并采用过滤片对铁液进行 过滤； ( 3 ) 在原来合理的浇注温度和良好的砂型强度不变 的情况下，考虑到该铸件材质为 QT450-10A，将碳当 量（CE 值）控制在 4.4% ～ 4.6% [1] ，这样铸件在凝固 过程中有足够的石墨膨胀来抵消其体积和凝固收缩。改 进后的造型工艺方案如图 4 所示。 图 4 改进后的造型工艺方案 Fig.4 Improved modeling process 生产前，利用华铸 CAE 进行了凝固模拟分析，保 证了承压和受力的关键部位无收缩类缺陷，华铸 CAE 模拟结果如图 5 所示。最终该产品连续生产 30 余台， 经铸件外观、UT、水压和气密试验及力学性能等检测， 各项指标完全符合相关国家标准和客户的技术要求，改 进方案铸造的缸体铸件如图 6 所示。 图 5 华铸 CAE 模拟结果 Fig.5 Simulation results of Huazhu CAE 图 6 利用新方案铸造的缸体铸件 Fig.6 Cylinder block casting produced by new modeling process 3 新工艺的优缺点 3.1 优点 ( 1 ) 无冒口工艺的实施，取消了大量的保温冒口套 的使用，不仅节约了造型工时、清理工时和铁液损耗， 还节约了冒口的使用成本 [2] 。 ( 2 ) 分型面由 3 个改成 1 个，降低了模具制作工时 和成本，降低了造型、清理难度和工时，提高了铸件外 观质量。 ( 3 ) 更改浇注系统，保证了铁液能够平稳顺利地充42 2020 年第 1 期 工艺试验与应用 满型腔，避免了冲砂现象，采用合理的过滤技术，保证 了铁液的纯净度 [3] 。 ( 4 ) 提高了成品率，保证了铸件按时交货，提升了 客户的满意度。 3.2 缺点 ( 1 ) 对砂型的强度、 浇注温度和铁液成分要求较高。 ( 2 ) 采用“摆陶瓷管式”的浇注系统，在一定程度 上增加了造型的工作量。 4 结语 ( 1 ) 球墨铸铁件的无冒口工艺，适用于大多数的球 墨铸铁件，但一般珠光体球墨铸铁的碳当量偏低，使得石 墨膨胀难以抵消凝固过程的体积收缩和凝固收缩，所以一 般球墨铸铁的无冒口工艺适用于 QT500-7 以下材质。 ( 2 ) 合理的工艺和严格的过程参数控制，是保证无 冒口工艺能够顺利开展的先决条件。 ( 3 ) 无冒口工艺不仅降低了劳动强度，更降低了生 产成本。 参考文献 [1] 中国机械工程学会铸造分会 . 铸造手册 [M]. 北京：机械工业出版社，2003. [2] 魏兵，元森，张卫华 . 均衡凝固技术及应用 [M]. 北京：机械工业出版社，1998. [3] 卡塞 . 球墨铸铁浇口和冒口 [M]. 北京：清华大学出版社，1983. Riser-free Casting Technology for Ductile Iron Compressor CylinderMAO Hongyu, GU Yu (Shenyang Yuanda Compressor Co., Ltd., Shenyang 110020, Liaoning China) Abstract: QT450-10A ductile iron compressor cylinder, weighing 2500 kg, was made by using a riser-free casting technology. A 20-mm-diam iron pipe at the cylinder surface was used as vent, and chilling block and chromite sand were laid in some hot spot areas. The trial-producing results showed that hydraulic pressure and air pressure tests and properties of the cylinder all conformed with the requirements. Key words: Riser-free casting; Feeding; Ductile iron （编辑：青松，zzgc@foundry.com.cn；编审：娅楠，yuanyajuan@foundry.com.cn） 宁钢新型加渣机器人投入使用 前段时间，宁钢炼钢厂 1 号板坯连铸机自动加渣机 器人正式上线使用，标志着宁钢在生产领域推广智能制 造取得新突破，提升了企业智能制造水平和市场竞争力。 加渣作业是一项既枯燥又繁重的劳动，加上板坯连 铸机的保护渣消耗量大，无形中增加了一线工人的作业 负担。 近年来，随着连铸技术的迅速发展，保护渣的加入 效果越来越受到重视，采用自动加渣机器人来替代落后 的人工手动加渣已成趋势。 2019 年初，宁钢将自动加渣机器人智能制造项目 提上议程，通过多方协同配合，很快地通过审核，并付 诸行动。该项目组专业技术人员根据现场空间、环境、 安全、生产等多方面因素，经过多次跟踪冷试、热调情 况汇总，最终确定了实施方案。 目前，该连铸机自动加渣系统在线使用周期确保在 75% 以上。 从现场使用情况看， 自动加渣系统优势明显， 加渣分布比人工更均匀，且热传导稳定，连铸出的板坯 表面质量良好，可充分满足设计使用功能要求。
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