一种大型活门类铸钢件打箱及冒口切割方法与流程

本发明涉及铸钢件后处理工艺，具体而言，涉及一种大型活门类铸钢件打箱及冒口切割方法。

背景技术：

1、大型活门类铸钢件（如球阀铸件阀体）通常为厚壁、腔体较为复杂的铸钢件，被广泛应用于水电站、火电站等大型发电设备中，是保障机组高效、安全运行的重要核心部件。由于此类铸件需要在高压的极端条件下进行长时间服役，因此对其内外部质量有着极高的要求。在传统的铸造工艺设计时，为了确保铸件的致密性和内部质量，通常需要设置一个大型明冒口来进行补缩。

2、然而，现有的传统生产工艺存在诸多显著缺陷。传统工艺通常要求铸件在砂型中完全冷却至室温（约100℃以下）后方可进行打箱作业，随后将其转移至切割工序，对铸件和冒口进行整体或局部预热，再进行火焰切割以去除冒口及补贴，最后进行正火加回火的质量热处理。这种传统模式在实际生产中暴露出以下严重问题：

3、首先，打箱难度极高。该类大型活门铸件吨位极重，所需明冒口高度较高、体积庞大，导致实际浇注重量巨大，造型砂箱层数多。在打箱过程中，由于铸件连同冒口整体重量超重，现场动件以及提件极为困难，严重制约了生产效率。

4、其次，开裂风险居高不下。在室温下，铸件的铸态组织通常为珠光体加铁素体，虽然强度不高，但由于产品结构复杂，铸件两侧轴头壁厚很大，整体壁厚变化剧烈，导致铸件内部存在巨大的结构应力与铸造残余应力。在火焰切割时，局部高温与周围冷金属之间会形成极高的温度梯度，进而引发巨大的热应力。该热应力与原有的铸造应力叠加，极易在应力集中区产生冷裂纹。再次，生产能耗过高。常规冒口切割前，需要从室温将大型活门铸件整体重新预热至300-400℃以上，这不仅加热时间长、能耗大，而且铸件预热均匀性难以保证，不仅影响切割质量，还会进一步加重铸件的开裂风险。

5、此外，变形风险难以控制。该类大型活门铸件中间大轴孔处通常为薄壁结构，火焰切割时的热输入可能导致难以预测的铸件变形，严重影响铸件的最终尺寸精度。

6、最后，工序冗长且占用资源。铸件的打箱、转序、预热、冒口切割、热处理等工序分步进行，导致生产周期过长，严重占用了厂房、天车及热处理炉等生产资源。现有技术多采用双天车提件打箱方式，打箱后通过提高预热温度、增加过程预热次数和切割后消应力等措施来进行防开裂，但未能从根本上解决现场打箱操作困难以及高应力铸件基体承受热冲击易开裂这一核心问题。

7、因此，亟需一种新的工艺方法来解决上述技术瓶颈。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种大型活门类铸钢件打箱及冒口切割方法，重构现有的生产流程，通过在地坑中切割冒口减重、高温打箱与冒口切割一体化，有效解决了传统工艺中打箱及冒口切割过程中铸件吨位超重、操作难度大、铸件易开裂、尺寸易变形等技术问题。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

2、一种大型活门类铸钢件打箱及冒口切割方法，包括以下步骤：

3、s1：浇注完成后，待冒口冷却至400~450℃时，在地坑中将冒口火焰切割去除以减重；

4、s2：待铸件整体温度降至450~500℃时，进行打箱操作；

5、s3：打箱后，在铸件温度不低于400℃时，利用铸件自身余热进行火焰切割补贴；

6、s4：切割后，在铸件温度不低于200℃时，将铸件装入加热炉中，依次进行正火处理和回火处理。

7、优选的，所述步骤s3中，打箱后，在铸件温度为400℃~500℃时，利用铸件自身余热进行火焰切割补贴。

8、优选的，所述步骤s4中，正火处理包括：以不大于70℃/h的升温速率将铸件加热至900~930℃，按铸件最大壁厚每25mm保温1小时，保温结束后进行风冷。

9、优选的，所述正火处理的升温速率为60℃/h，正火温度为920℃，保温时间为20小时，冷却方式为风冷。

10、优选的，所述步骤s4中，回火处理包括：将铸件加热至580~630℃，保温处理后随炉冷却。

11、优选的，所述回火处理温度为600℃，保温时间为20小时，随炉冷却至室温。

12、优选的，所述步骤s4中，切割后，在铸件温度不低于200℃时，装入预热温度为550℃的加热炉中，依次进行正火处理和回火处理。

13、本申请提供的一种大型活门类铸钢件打箱及冒口切割方法至少具有如下有益之处：地坑中切割明冒口减重，提前去除大冒口使重量符合天车吊运，便于现场打箱。在450~500℃高温塑性态打箱，释放结构应力、降低开裂。在不低于400℃余热切补贴，以自身余热等效整体预热，避免淬硬马氏体/冷裂纹。切割后带余热进行正火、回火一体化，节能降耗、缩短周期。

1.一种大型活门类铸钢件打箱及冒口切割方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s3中，打箱后，在铸件温度为400℃~500℃时，利用铸件自身余热进行火焰切割补贴。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s4中，正火处理包括：以不大于70℃/h的升温速率将铸件加热至900~930℃，按铸件最大壁厚每25mm保温1小时，保温结束后进行风冷。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述正火处理的升温速率为60℃/h，正火温度为920℃，保温时间为20小时，冷却方式为风冷。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s4中，回火处理包括：将铸件加热至580~630℃，保温处理后随炉冷却。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述回火处理温度为600℃，保温时间为20小时，随炉冷却至室温。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s4中，切割后，在铸件温度不低于200℃时，装入预热温度为550℃的加热炉中，依次进行正火处理和回火处理。