一、 前期工艺设计与模具准备

1. 结构与工艺方案设计
   • 根据筒体直径、壁厚、重量，确定水平分型方案（便于大型砂型拼接和吊装），明确分型面位置（通常选筒体中部）。
   • 设计阶梯式多流道浇注系统：在筒体圆周方向均匀布置 4-8 个内浇道，金属液从下部平稳注入，避免直冲砂型；冒口设置在法兰、加强环等厚大部位，冒口重量不低于铸件重量的 20%，确保顺序凝固补缩。
   • 螺栓孔定位：采用预埋金属芯棒，芯棒用高强度圆钢加工，表面涂脱模剂，通过刚性工装夹具固定，保证孔位圆周分布均匀，位置度偏差≤±1.5mm。
2. 模具与砂型制作
   • 模具选型：大型筒体采用分段式钢模或覆膜砂定型模，小型筒体可用木模；模具拼接后用激光测量仪校准圆度，误差≤±2mm。
   • 砂型材料：优先选用水玻璃砂或树脂砂（强度高、溃散性好，能承受高温钢液冲击）；砂型需分层振实，保证密度均匀，型腔表面涂刷耐高温镁砂涂料，防止粘砂。
   • 砂型加固：砂型外部用型钢框架加固，防止浇注时砂型变形或溃散。

二、 熔炼与钢液质量控制

1. 熔炼设备与配料
   • 采用大容量电弧炉或中频感应炉（炉容≥铸件重量的 1.2 倍），确保钢液充足且成分均匀。
   • 配料：按材质牌号（如 ZG35CrMo、ZG42CrNiMo）精准配比废钢、生铁、合金添加剂（铬、钼、镍）；严控硫（≤0.03%）、磷（≤0.035%）含量，避免热脆和冷脆。
2. 炉外精炼与成分检测
   • 钢液熔化后进行LF 炉精炼：通过造渣、脱氧、脱硫去除夹杂物和气体，提升钢液纯净度，防止筒体内部出现气孔、夹渣。
   • 实时检测：用直读光谱仪监测碳、锰、合金元素含量，确保符合牌号要求；用测温仪检测钢液温度，出炉温度控制在1560-1620℃。

三、 浇注与凝固控制

1. 浇注工艺参数
   • 浇注温度：1520-1580℃（温度过低流动性差，易产生冷隔；过高晶粒粗大，降低韧性）。
   • 浇注速度：匀速浇注，保证型腔充型饱满，避免断流；大型筒体采用分段同步浇注，减少温差应力。
   • 浇注操作：浇注过程中及时撇除钢液表面浮渣，防止夹渣缺陷；浇注完成后在冒口表面覆盖发热剂，延长补缩时间。
2. 保温凝固
   • 浇注后筒体需在砂型内保温冷却 7-15 天（壁厚每增加 20mm，保温时间延长 1 天），缓慢降温减少残余应力。
   • 厚壁部位放置外冷铁（与砂型间预留 20mm 透气层），加速冷却，细化晶粒，避免缩孔缩松。

四、 后处理与热处理

1. 开箱与表面清理
   • 待筒体表面温度降至 200℃以下时开箱，用液压锤去除浇冒口，用抛丸机清理表面氧化皮、粘砂。
   • 表面缺陷处理：小砂眼、划痕用角磨机打磨；较大缺陷采用电弧焊补焊，焊前预热至 200-300℃，焊后进行局部回火，消除焊接应力。
2. 核心热处理工序（决定筒体强韧性）
   必须执行正火 + 回火两步工艺，具体参数如下：
   • 正火：加热至880-920℃，保温 2-4 小时（按壁厚每 50mm 保温 1 小时），空冷；目的是细化晶粒，提升抗拉强度。
   • 回火：加热至550-650℃，保温 4-8 小时，缓冷至室温；目的是消除残余应力，提升韧性和抗疲劳性能。
   • 热处理后检测：筒体硬度控制在180-220HB，冲击韧性≥20J/cm²。

五、 精加工与质量检测

1. 精加工
   • 用大型立车加工筒体两端法兰面、内孔，保证法兰面平面度≤0.1mm/m，内孔圆度误差≤±0.5mm。
   • 螺栓孔进行铰孔加工，确保孔径公差为 H12 级别，与衬板螺栓精准配合。
2. 全项质量检测
   • 尺寸检测：激光跟踪仪检测直径、圆度；三坐标测量仪检测螺栓孔位置度。
   • 内部检测：100% 超声波检测（UT），重点排查法兰与筒体连接处的缩孔缩松；关键部位补充射线检测（RT）。
   • 密封性检测：水压试验（压力为工作压力的 1.5 倍），保压 30 分钟无渗漏。
   • 力学性能检测：从筒体本体取样，检测抗拉强度、屈服强度、冲击韧性，确保符合材质牌号要求。
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