不锈钢水表壳体的加工优化方案探究魏文涛

不锈钢水表壳体的加工优化方案探究魏文涛

魏文涛

（山东省临沂市第一中学山东省临沂市276000）

摘要：目前来说，现有技术的水表壳体上设有插入换能器的斜管，该斜管内腔与水表壳体的行腔连通，当换能器插入斜管后，换能器头与行腔内的流水直接接触，受水流的冲击和水中杂质的摩擦，换能器头的使用寿命短，很易损坏。本文通过对于不锈钢水表壳体的加工方案优化，从而实现换能器的使用寿命提升，为其进一步发展打下坚实的基础。

关键词：不锈钢水表课题；加工优化；探究

1引言

本次设计的不锈钢水表壳体，采用消失模工艺铸造，从而提高了换能器的使用寿命，其具有广阔的应用前景。本发明相对于其它涂料具有良好的隔热耐热性和良好的涂刷性，并且具有良好的高温低温稳定性和，具有极佳的剥离效果，降低了聚苯乙烯燃烧后产生的游离碳在铸件表面形成的积碳，同时透气性能优异，可以有效地防止气孔、夹渣现象，提高铸件的品质，减少了由于泡沫模型的涂料层在铁水浇注过程中易脱落而形成涂料皮，造成铸件夹皮、夹渣、粘砂等缺陷。

2加工材料分析

粘结剂采用水玻璃2份、硫酸铝2份、VAE乳液1.5份的组合，使得涂料具有较高的常温强度和高温强度。本发明采用70—80℃石蜡溶液中1秒钟取出，使模样表面均匀涂蜡0.1mm，成为泡沫石蜡复合模样有益效果，提高了泡沫模样表面治疗，表面粗糙度可与熔模铸蜡模相当，提高铸造工艺生产铸件的表面质量及尺寸精度，处理效率高，适合于大批量生产作业。

涂料的悬浮交联剂采用了锂基膨润土2.5份、羧甲基纤维素钠2份、坡缕石1份配合，坡缕石为晶质水合镁铝硅酸盐矿物，具有独特的层链状结构特征，在其结构中存在晶格置换，帮晶体中含有不定量的Na+、Ca2+、Fe3+、Al3+，晶体呈针状，纤维状或纤维集合状其具有独特的分散、耐高温、抗盐碱等良好的胶体性质和较高的吸附脱色能力。并具有一定的可塑性及粘结力，上述悬浮交联剂配合使用，使涂料形成了高度网状交织的空间结构，对大颗粒耐火骨料具有极强的吸附性，使涂料具备良好的悬浮性、触变性和涂刷性，获得薄而均匀的涂层，从而提高了涂层的透气性。添加石灰石粉，用于消除铸钢件在浇注过程中不同的温度阶段与聚苯乙烯泡沫塑料热解产生的碳。

3加工优化方案分析

3.1模型制备

EPS珠粒预发泡后充填于模具中进行充型，制作成水表壳体模样，使其达到表面光滑，各项尺寸指标（型收缩，体收缩，工面加工余量）都符合工艺要求，并充分干燥还原，烘房55—65℃，模样放置时间不少于6周天以上，以利于浇铸。EPS珠粒粒径选用0.2—0.3mm，发泡倍率≥40为宜，充型气压0.4Mpa。

3.2组型

将合格模型，用851强粘剂粘合一体，因结合面周长较长，稍加按压约50-60秒达到粘结强度，注意不要涂胶过多，使粘缝平整易干，并防止变形。按浇注要求，将组合合格的模样组串，设计合理的浇口，冒口，浇道，以利于浇注冲型完好。

3.3铸型制造

①耐火涂料的制备耐火涂料由耐火材料、粘结剂、悬浮剂、添加剂及水组成，具体的为以下重量份数配比组成：锆英石粉15份、铬铁矿粉15份、叶腊石粉12份、铝矾土10份、镁粉5份、石灰石粉5份、棕刚玉粉4份、白刚玉粉1份、锂基膨润土2.5份、羧甲基纤维素钠2份、坡缕石1、水玻璃2份、硫酸铝2份、VAE乳液1.5份、正丁醇0.6份、正辛醇0.2份，水25份。②将以上组合合格的泡沫模串，适当作加固绑定，并迅速浸入70—80℃石蜡溶液中1秒钟取出，使模样表面均匀涂蜡0.1mm，成为泡沫石蜡复合模样，达到与精铸石蜡模相同的光洁程度。③涂层工艺，以上经处理合格模串浸入事先备好的耐火涂料中，取出后将耐火涂料均匀涂在模型表面，使其不流淌，不堆积，每层厚约1mm左右，涂2—3层，须逐层烘干再涂下一层，烘房温度50—55℃，湿度要求40度以下，干燥后的涂层总厚度根据铸件大小及生产经验确定，一般在1—3mm。烘房内要尽可能使热气对流，排气顺畅，提高干燥速度及干燥均匀。提高铸件质量及效益。

3.4装箱浇注

铸型干燥合格，放入负压沙箱，填充20—30目干石英砂边加砂边震动，使填砂致密紧实，底部砂层100mm。覆盖薄膜封严，整理好浇口杯，在上面盖砂50mm以上。连接好砂箱管道至负压真空系统等待浇注，浇注前先负压7min，负压表开至0.04Mpa；冷却过程：浇注完成继续负压10min，揭开箱表的砂和薄膜，继续抽冷风8min，进行冷却箱内铸件。耐火材料组合是经过大量实验组合得出最佳组合方案，所有成分的颗粒度及颗粒度分布是影响涂料致密度和透气性的重要因素，特别是消失模涂料，对泡沫涂料模型在烧结过程中的热解产物能否通过涂层顺利排出有重要影响。

步骤（1）为EPS珠粒预发泡后充填于模具中进行充型，制作成水表壳体模样，使其达到表面光滑，各项尺寸指标都符合工艺要求，并充分干燥还原，烘房55—65℃，模样放置时间不少于6周天以上，以利于浇铸；EPS珠粒粒径选用0.2—0.3mm，发泡倍率≥40为宜，充型气压0.4Mpa。水表壳体的斜管内设有具有内外丝的换能器插管（3），该插管里端设有封头（4），插管的外端设有3-10mm周边壁厚的管口（2），将换能器插入后，不会直接与水流体接触，从而提高了换能器的使用寿命。

总结

同时，制备的铸件良好的降低铸钢件含碳量的性能，所铸零部件，基本满足铸钢件的机械加工要求，取得了很好的实际铸造工艺效果，其具有良好的隔热耐热性和良好的涂刷性，并且具有良好的高温低温稳定性和实用性，具有极佳的剥离效果，同时透气性能优异，可以有效地防止气孔、夹渣现象，提高铸件的品质，后续处理简单，节省大量的人工，可广泛应用于铸钢的消失模铸造。

参考文献：

[1]杨振中，周桂衡，胡国强.不锈钢环保型表壳在水表行业中的应用[J].工业计量，2015，25（06）：42-43+54.

[2]刘英雨.不锈钢基超疏水表面制备技术研究[D].哈尔滨工业大学，2015.

[3]林飞云，冯杰，黄明达，钟明强.基于不锈钢模板热压微模塑构建聚乙烯超疏水表面[J].功能高分子学报，2010，23（02）：211-214.

作者简介：

魏文涛（1999-05），男，汉族，籍贯：山东省临沂市，研究方向：理科自主招生