Корпуса литых насосов являются основными несущими давление компонентами водяного насоса и, как правило, содержат сложные внутренние каналы для потока (например, спиральные конструкции). Поэтому литье является наиболее важным и отработанным процессом производства литых корпусов насосов.
Процесс литья корпуса насоса — это сложный процесс, объединяющий материаловедение, термодинамику и механическую обработку. Ниже представлена подробная технологическая схема, основанная на наиболее распространенном методе литья в песчаные формы, а также охватывающая другие методы, такие как прецизионное литье.
После получения заказа наша компания свяжется с заводским отделом для выполнения следующих шагов:
1. Разработка технологического процесса и изготовление пресс-форм.
Это основа, определяющая конечное качество, точность и долговечность корпуса насоса, изготовленного методом литья.
• Анализ технологического процесса: Наши инженеры проанализируют структуру корпуса насоса на основе чертежей, чтобы определить разъемную поверхность (место, где открывается форма), литниковую систему (канал, по которому течет расплавленный металл) и стояки (используемые для подачи расплава и предотвращения образования усадочных полостей).
• Изготовление модели: Модель корпуса литого насоса изготавливается в соответствии с проектом. В качестве материала обычно используется дерево (для отдельных изделий или небольших партий), смола или металл (алюминий/сталь, для больших партий).
• Изготовление стержневых коробок: Внутренняя часть корпуса литых насосов полая и имеет сложную форму (например, камера рабочего колеса и входные/выходные каналы), что делает прямое извлечение из формы невозможным. Поэтому необходимо изготавливать песчаные стержни. Стержневая коробка — это форма, используемая для изготовления этих песчаных стержней.
2. Формование и изготовление стержней.
• Изготовление стержня: Песок, смешанный со связующим веществом, закачивается в стержневой отсек, затвердевает, а затем удаляется, образуя внутреннюю форму канала для потока в корпусе насоса. Для обеспечения вентиляции и прочности песчаный стержень обычно покрывается огнеупорным покрытием.
• Формование:
Модель помещается в песчаную форму, после чего в нее заливается и уплотняется формовочный песок (обычно смоляной песок или песок из жидкого стекла). Затем модель извлекается, оставляя полость, соответствующую внешней форме корпуса насоса.
Установка стержня и закрытие формы: это наиболее технически сложный этап. Подготовленный песчаный стержень помещается в нижнюю полость формы и должен быть точно расположен для обеспечения равномерной толщины стенки. Затем верхняя форма закрывается, и песчаная форма фиксируется.
3. Плавление и заливка.
• Плавка: В зависимости от требований к материалу (например, серый чугун, высокопрочный чугун, нержавеющая сталь, бронза и т. д.) металл плавят в электропечи или вагранке. • Корректировка состава и контроль качества: Перед разливкой расплавленный чугун/сталь должны пройти спектральный анализ для корректировки содержания таких элементов, как углерод, кремний, марганец и хром, а также обработку инокуляцией или сфероидизацией (для высокопрочного чугуна).
• Заливка: Высокотемпературный расплавленный металл заливается в заливочную чашу формы. Скорость и температура заливки должны строго контролироваться; слишком быстрая заливка может привести к захвату газа, а слишком медленная — к образованию холодных спаев.
4. Охлаждение и удаление песка.
Затвердевание и охлаждение: Расплавленный металл охлаждается и затвердевает в форме. Для толстостенных корпусов насосов время охлаждения может составлять несколько часов или даже дней, чтобы предотвратить термическое растрескивание.
Удаление песка: После полного затвердевания отливки песчаная форма разрушается с помощью вибрационного оборудования, и отливка извлекается. На этом этапе на поверхности отливки еще остается большое количество песка, прилипшего к ней, и она прикреплена к литниковой системе.
5. Очистка и постобработка.
Демонтаж системы ограждения: Излишки металлических направляющих и стояков удаляются с помощью режущего станка или газовой резки.
Очистка поверхности: Поверхность отливки полируется с помощью дробеструйной обработки для удаления окалины и прилипшего песка, обнажая металлический блеск корпуса насоса.
Шлифовка: Ручная шлифовка используется для удаления заусенцев и облоя по линии разъема.
6. Термическая обработка.
Для устранения литейных напряжений и предотвращения деформации или растрескивания в процессе последующей обработки большинство корпусов насосов требуют термообработки:
Термическая обработка (отжиг/старение): применяется для серого чугуна с целью устранения внутренних напряжений.
Обработка раствором: В основном используется для корпусов насосов из нержавеющей стали для повышения коррозионной стойкости.
Закалка + отпуск: применяется для корпусов насосов из легированной стали, требующих высокой прочности.
7. Механическая обработка и тестирование.
Это заключительный этап перед поставкой литого корпуса насоса, и это чрезвычайно важный шаг.
Черновая и чистовая обработка: ключевые детали, такие как поверхности фланцев, основания и отверстия для подшипников, обрабатываются для обеспечения точности подгонки.
Гидростатические испытания: это наиболее важный этап приемки литого корпуса насоса. После герметизации корпуса насоса в него подается вода под высоким давлением (обычно в 1,5 раза превышающим рабочее давление) и поддерживается в течение определенного периода времени для проверки на герметичность (пористость и усадочные полости могут вызывать протечки). Другие испытания включают в себя контроль размеров, повторный анализ химического состава материала и неразрушающий контроль (например, ультразвуковой контроль (УЗК) и магнитопорошковый контроль (МП)) для ответственных корпусов насосов.
Распространенные методы литья корпусов насосов:
| Метод литья | Применимые сценарии | Характеристики |
| Литье в песчаные формы | Наиболее часто используемый. Подходит для промышленных насосов различных типоразмеров (например, центробежных насосов, многоступенчатых насосов). | Низкая стоимость, отработанная технология, высокая адаптивность, но, как правило, шероховатая поверхность. |
| Точное литье | Используется для насосов из нержавеющей стали, химических насосов или в областях применения, требующих чрезвычайно высокого качества поверхности канала для обеспечения высокой пропускной способности. | Чрезвычайно высокая точность размеров, гладкая поверхность, практически не требует механической обработки, но высокая стоимость и ограничения по размеру. |
| Литье по выплавляемым моделям | Для насосов с двойным всасыванием или шламовых насосов с чрезвычайно сложной конструкцией. | Отсутствие линии разъема, отсутствие облоя, высокая точность размеров. |