发热冒口在ZG1Cr13 高压阀门铸件上的应用

    【摘要】 井控装置用高压阀门，工作压力高，要求铸件本体组织致密。采用常规的保温冒口工艺，因冒口尺寸很大，造成切割困难，工艺出品率低，同时存在较大的热影响区，对砂芯的散热不利，使冒口下部常出现气缩孔; 而使用发热冒口，可使工艺出品率由原来的50 % 上升到78 % ，同时改善了砂芯的受热条件，从根本上解决了铸件气缩孔缺陷。

    高压阀门是采油、采气井口装置的主要零部件之一，其本体结构如图1 所示。技术要求: 铸件不得有裂纹、缩孔和夹杂等铸造缺陷，经70 MPa 的水压试验，不允许有渗漏现象; 非加工表面需进行荧光粉探伤，不允许有裂纹存在; 加工面需进行湿磁粉探伤，不允许有夹杂、气孔、裂纹存在。材质为ZG1Cr13 。

    1. 工艺比较及发热冒口的使用

    我公司多年从事高压阀门铸件本体的生产，先后采用了以下三种工艺方案进行生产试验。

    ( 1) 采用水玻璃石英砂，由于石英砂至今为止没有很好的涂料使用，所以阀体内腔加工时，常出现夹砂现象，表面质量也很差，探伤时常出现微小裂纹。

    ( 2) 采用水玻璃石英砂型芯，铸件阀座部位热节孤立，需采用顶部放置冒口的方法( 如图2 所示) ，但因冒口尺寸较大，难以清除，铸件工艺出品率仅为50 % ，砂芯清砂困难，很不经济。

    ( 3) 采用呋«树脂砂作为型芯用砂，且在边法兰及阀座上部均采用保温冒口的工艺方案( 如图3 所示) 。由于呋«树脂砂导热慢，保温冒口的保温作用不明显，因而冒口尺寸相对较大，而且阀座部位的芯砂由于顶部冒口的热作用，造成发气量较大，常使该部位产生气缩孔而报废。

    2. 发热冒口的应用

    针对以上情况，我们将发热冒口用于ZG1Cr13 高压阀体铸件，型芯均采用呋«树脂砂，在中法兰及边法兰顶部放置发热暗冒口，而阀座部位采用冷铁激冷的方法，尾部也使用外冷铁激冷( 如图4 所示) ，成功地生产了ZG1Cr13 高压阀门铸件。通过对铸件本体进行解剖和着色检查，铸件组织致密。现已生产近000 件，铸件工艺出品率达78 %～80 % ，正品率达96% 以上。

    3. 结语

    采用呋«树脂砂生产的铸件表面光洁，尺寸精确，但由于其导热慢，若使用普通的纤维型保温冒口，其保温效果很不明显。对高合金如ZG1Cr13 等要求组织致密图 4的承压铸钢件，使用发热冒口，保温性能明显，能显著减少冒口的尺寸，提高铸件的工艺出品率，并减少气割、气刨等后道工序的工作量，同时冒口尺寸小，减少了对砂芯的热影响，可大幅降低气缩孔的产生几率，铸件的正品率明显提高，经济效果明显。