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F―系列泥浆泵曲轴质量的提升实践 　　摘要：本文对F-系列泵曲轴质量的提升历程进行了叙述，对曲轴的缩孔、缩松漂芯、热裂缺陷进行了分析，通过摸索实践并采取了有效方法解决了曲轴的缩孔、缩松、漂芯、热裂缺陷。历经30多年，曲轴的质量得到了稳步提升。 　　关键词：曲轴 ；漂芯 ；热裂 ；缩孔；缩松 　　1.前言 　　F系列泥浆泵是我公司的主导产品，其中曲轴是泥浆泵最关键的零件，它担负着泥浆泵动力的传递，因此曲轴的质量直接影响着泥浆泵总体质量的优劣。 　　自从上世纪80年代初F-系列泥浆泵引进我厂，并投产批量生产以来，提升曲轴铸造质量一直是我们铸造工作者最为关注重视问题。 　　从解决实心曲轴缩孔、缩松、裂纹等缺陷到解决空心曲轴的飘芯、缩松、裂纹、气孔、脉纹、龟裂等缺陷，从粘土砂生产到呋喃树脂砂生产，再到今天的碱酚醛树脂砂生产，F系列泥浆泵曲轴的生产已经经历30多年的质量改进过程。 　　2.曲轴质量的提升历程 　　2.1.实心曲轴质量的提升 　　1995年以前我们厂一直采用的是粘土砂造型工艺。曲轴为实心，为了曲轴的补缩，最先是在曲轴的三个拐的上方部位设置冒口，3拐上方设置一个大冒口、1拐2拐上方各设置一个小冒口。生产过程中发现在1拐和2拐的冒口根部均出现严重的缩孔、缩松、裂纹缺陷。为了改善曲轴的凝固环境减少缩孔、缩松、裂纹等缺陷提升曲 　　轴的质量，将冒口设置为两个、大冒口设置在3拐上方、小冒口设置在1拐上方，并 　　改变了曲轴的造型分型面，使2拐处于最下方。这样做了以后，曲轴1拐上方的缩孔、缩松缺陷基本解决了，2拐上方的缩孔、缩松、裂纹 　　仍然十分严重。为了清除2拐处的缺陷，经常在2拐上方部位挖出一个大如半个西瓜样的深坑，然后进行堆焊来消除缺陷。 　　2.2.空心曲轴的试制 　　上世纪90年代初，为了彻底改善曲轴的凝固环境，消除曲轴的缩孔、缩松、裂纹等缺陷，工厂派出技术人员和技术骨干去兰石参观学习，然后进行空心曲轴的试制。经过反复试验确定了空心曲轴的铸造工艺方案：曲轴的砂芯由呋喃树脂砂制成，砂芯分为两半制作然后粘和捆绑在一起，大冒口设置在3拐上方、小冒口设置在1拐上，2拐在分型面的最下方。这样曲轴的大面积缩孔、缩松问题基本解决。 　　2.3.空心曲轴的批量生产 　　1995年铸钢改造完成，呋喃树脂砂生产铸钢件全面投产。F系列泥浆泵的产量也大幅提高，曲轴的需求量也大幅提高。空心曲轴的质量仍然不能尽如人意。夹砂、缩松、裂纹、气孔、龟裂、脉纹等铸造缺陷仍然经常出现，曲轴的缺陷清除、补焊量仍然很大。铸造技术人员也在不断的采取各种办法来减少和消除这些铸造缺陷，如：采取增加涂料厚度和涂刷层数来提高表面质量，采用加强筋和局部使用铬矿砂来消除局部裂纹和缩松，改变浇注系统和内浇口位置、增加补浇次数来提高曲轴的补缩效果、减少缩孔缩松缺陷，给砂芯增加压杠减少砂芯变形破裂、减少夹砂缺陷，提升了曲轴的质量。 　　2.4.改变砂芯固定方法，抑制曲轴砂芯漂移 　　2002年底，从新疆油田反馈回来的消息，我们厂生产的一台F-1300泥浆泵在钻井过程中，曲轴突然断裂，造成整台泥浆泵报废。此次质量事故不但给钻井公司造成误工损失，也给我厂造成巨大经济损失，而且严重影响了我们厂在用户心目中的质量信誉。 　　通过对该曲轴断裂原因的分析，得出如下结论：曲轴壁厚最薄处设计尺寸为90mm，而该曲轴最薄处尺寸为63mm，由于该处强度不能满足设计要求，同时在该处造成应力集中，导致曲轴在运转过程中断裂。而造成该处壁厚严重偏差的原因是：曲轴在铸造浇注过程中，砂芯发生漂移――漂芯，导致壁厚不均。 　　2.4.1曲轴漂芯的原因分析 　　由于砂芯在曲轴铸造浇注完毕后，被钢水完全包裹着，钢水温度高达1580-1610℃，液态持续时间约10小时左右。另外钢水的密度为7.3，而呋喃树脂砂砂芯的密度为1.4，钢水的密度远远大于砂芯的密度。而且曲轴砂芯的体积较大，砂芯承受的浮力也较大。F-1300泵曲轴，毛坯重：4200公斤，砂芯要承受的浮力700多公斤。而芯骨及压杠在高温条件下，抗弯强度急剧下降，不能抵抗如此大的浮力，砂芯发生弯曲漂浮甚至断裂，导致曲轴砂芯的上部壁厚变薄，增加了夹砂倾向。 　　2.4.2.曲轴砂芯的结构特点 　　曲轴砂芯结构比较复杂，长而且粗细不均。如：F-1300泵曲轴：砂芯长1778mm， 　　最大直径500mm，最小直径140mm。原工艺设计为上下两半砂芯，合芯时用铁丝捆紧，然后用涂料封实。这样就导致以下问题：1）铁丝在铸件浇注过程中很容易被熔断。2）砂芯在钢水中受热应力和浮力的作用下，很容易从分型面处裂开，这样钢水就很容易的进入砂芯内部，进而熔断芯骨，甚至使砂芯破碎漂浮进入曲轴铸件内部，造成夹砂缺陷甚至使曲轴报废。 　　2