ZA400-560泵體成形工藝設計含6張CAD圖.zip

ZA400-560泵體成形工藝設計含6張CAD圖.zip,ZA400,560,成形,工藝,設計,CAD 任務書 論文(設計)題目：ZA400-560泵體成形工藝設計 工作日期：2017年12月17日 ~ 2018年05月30日 1.選題依據(jù): 1. 泵是一種常見的化工設備，是整個循環(huán)系統(tǒng)的動力源，泵體是泵的重要組成部分。本泵體采用液態(tài)金屬成形工藝，泵體的質量直接影響泵的性能，因此泵體的成形是十分重要的環(huán)節(jié)。本設計是實際項目，目前中國正在走重化工的道路，大連是化工設備制造基地，此設計對幫助學生以后就業(yè)具有重要意義。 2.ZA400-560泵泵是單級泵，對泵體承載能力要求較高，為了保證泵體的質量，在生 產前必須做出工藝設計。 2.論文要求(設計參數(shù)): 1.了解3A鋼材料的力學性能及鑄造性能. 2.對泵體零件進行結構分析. 3.鑄造工藝及鑄造參數(shù)的制定. 4.泵體毛坯的熱處理 5.泵體質量檢測 3.個人工作重點: 1.鑄造工藝的制定,包括分型面,澆注位置的選擇,澆注系統(tǒng),冒口的設計. 2.畫出上下模型圖. 3.毛坯的熱處理工藝。 4.時間安排及應完成的工作: 第1周：查閱文獻，至少15篇，其中兩篇是英文文獻。 第2周：撰寫開題報告。 第3周：撰寫文獻綜述，是開題報告中重要的一部分。 第4周：修改開題報告和文獻綜述。 第5周：到工廠參觀實習。 第6周：對零件圖進行結構分析，零件圖是否有需要修改的地方。 第7周：對3A鋼的耐腐蝕性能、鑄造性能、熱處理特點要進行全面的了解。 第8周：進行鑄造工藝的設計，重點分型面和澆注位置的確定，以及機械加工余量的選取 。 第9周：冒口的設計、澆注系統(tǒng)的設計。第10周：熱處理工藝的確定。 第11周：完成所有的圖紙。第12周：翻譯外文資料。 第13周：撰寫論文和修改論文。第14周：做PPT準備答辯。 第15周：答辯，首先自述，后老師提出問題。 5.應閱讀的基本文獻: [1}戴麗萍.大型水泵用泵體的鑄造工藝.中國鑄造裝備與技術 .2013(02) [2]范建偉,郭代營. 挖泥泵泵體類鑄件鑄造生產工藝[J]. 熱加工工藝. 2009(15) [3] 薛冰,陳宗民. 砂型鑄造套筒類鑄件的澆注系統(tǒng)特點[J]. 中國鑄造裝備與技術. 2006(05) [4]豐涵; 周曉玉; 劉虎; 宋志剛.特超級雙相不銹鋼的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢.鋼鐵研究學報 .2015（04） [5]江來珠，張偉，王治宇.經濟型雙相不銹鋼的研發(fā)進展.鋼鐵研究學報.2013（04） [6] 袁壽其； 劉厚林.泵類流體機械研究進展與展望.排灌機械.2007(06) [7]范宗霖,張翼飛,陳金海. 我國泵行業(yè)的現(xiàn)狀與未來思考[J]. 水泵技術. 2007(01) [8]張守偉.RE、C、Cu對CD3MN鑄造雙相不銹鋼組織和性能的影響.哈爾濱理工大學學報 .2014（03） [9]李榮德.鑄造工藝學.北京：機械工業(yè)出版社，2013． [10]王文清、李魁盛. 鑄造工藝學. 北京：機械工業(yè)出版社，1998. [11]陸文華.鑄造合金及熔煉. 北京：機械工業(yè)出版社，1998. [12]孟倩.鑄造和熱軋高鋁304、316L、310S不銹鋼組織演化及鋁元素作用機制.博士論文。 蘭州理工大學2016（04）。 [13]閔正清; 歐家才; 梁承偉; 韓東銳.海水環(huán)境中鑄造雙相不銹鋼的腐蝕行為研究.鑄造 .2015（08） 指導教師簽字： XX 教研室主任意見： 同意 簽字：XX 2017年12月14日 教學指導分委會意見： 同意 簽字：XX 2017年12月15日 學院公章 進度檢查表 第 -4 周 工作進展情況 在指導老師的指導下，選擇了論文的題目和研究方向，論文題目是ZA400-560泵體成形工藝設計，研究領域是鑄造和熱處理，重點了解3A鋼 ，在查閱了相關的論文文獻和書籍后，撰寫了開題報告，并在老師的指導下進行了修改，并達到了合格的要求。 2018年01月09日 指導教師意見 開題報告已經完成，文獻綜述論述比較全面，達到要求，同意開題。 指導教師(簽字)：XX 2018年01月10日 第 3 周 工作進展情況 在老師的帶領下到工廠進行了參觀實習。同時，對泵體的零件結構進行了分析，將設計不合理的地方進行了修改，最后，對本次設計泵體的材料 3A鋼的力學性能、鑄造性能以及熱處理特點通過查閱文獻都進行了系統(tǒng)的 全面的了解和學習。 2018年05月15日 指導教師意見 結構分析時，要結合3A鋼的鑄造性能和工藝性兩個方面進行分析。對不適合的結構要修改。但要滿足零件的功能。 指導教師(簽字)：XX 2018年05月18日 第 5 周 工作進展情況 這段時間主要的成果是：通過零件圖的結構分析，對鑄件的鑄造工藝參數(shù)進行了計算、確定了鑄件的分型面和澆注位置。同時還進行了鑄件的冒口和澆注系統(tǒng)的設計。完成了鑄造工藝圖的繪制。 2018年05月15日 指導教師意見 先確定澆注位置，再確定分形面。一定要把重要的零件重要的部位放在下面。冒口采用模數(shù)法，澆注系統(tǒng)要采用開放式澆注系統(tǒng)。 指導教師(簽字)：XX 2018年05月18日 第 7 周 工作進展情況 通過對泵體材料的性能的學習，對鑄件澆注后所進行的熱處理工藝進行了設計，并繪制芯盒圖和模型圖，將本次設計所要求的圖紙全部繪制完成。 2018年05月15日 指導教師意見 毛坯的熱處理采用固熔化熱處理，模型圖要加收縮率。注意模型圖和芯盒圖的公差標注。 指導教師(簽字)：XX 2018年05月18日 過程管理評價表 評價內容 具體要求 總分 評分 工作態(tài)度 態(tài)度認真，刻苦努力，作風嚴謹 3 3 遵守紀律 自覺遵守學校有關規(guī)定，主動聯(lián)系指導教師,接受指導 3 3 開題報告 內容詳實，符合規(guī)范要求 5 5 任務完成 按時、圓滿完成各項工作任務 4 4 過程管理評分合計 15 過程管 理評語 態(tài)度認真，刻苦努力，作風嚴謹。自覺遵守學校有關規(guī)定，主動聯(lián)系指導教師，接受指導。共完成鑄件零件圖，鑄造工藝圖，模型圖，芯盒圖，零件圖對鑄件結構進行充分分析，鑄造工藝圖確定了澆注位置、分型面以及相關的鑄造工藝參數(shù)，圖紙準確合理，且工作量飽滿。冒口計算采用模數(shù)法，計算合理，形狀和尺寸準確 ，澆注系統(tǒng)采用開放式澆注系統(tǒng)，對各個單元進行了計算，計算準確合理，設計說明書內容詳實，符合規(guī)范要求。按時、圓滿完成各項工作任務 指導教師簽字:XX 日期:2018-05-21 指導教師評價表 評價內容 具體要求 總分 評分 選題質量 符合培養(yǎng)目標要求,有一定的研究價值和實踐意義,有一定的開拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿 5 5 能力水平 有較強的綜合運用知識能力、科研方法運用能力、中文表達與外語能力、文獻資料檢索能力、計算機應用能力 5 4 完成質量 文題相符,概念準確,分析、論證、計算、設計、實驗等正確合理,結論明確；論文結構、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī) 10 9 指導教師評分合計 18 指導教 師評語 ZA400-560泵體成形工藝設計,符合培養(yǎng)目標要求，此題目是目 前國內公司正生產的項目，有一定的研究價值和實踐意義，對培養(yǎng)學生的實際工作能力能夠起到很大的作用。深度、難度適宜，工作量飽滿。該生有較強的綜合運用知識能力、科研方法運用能力、中文表達與外語能力、文獻資料檢索能力、計算機應用能力。文題相符，概念準確，工藝參數(shù)（如機械加工余量，冒口，澆注系統(tǒng)等 ）計算、圖紙設計等正確合理，結論明確；論文結構、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī)范要求。 指導教師簽字:XX 日期:2018-05-21 評閱人評價表 評價內容 具體要求 總分 評分 選題質量 符合培養(yǎng)目標要求,有一定的研究價值和實踐意義,有一定的 開拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿 5 5 能力水平 有較強的綜合運用知識能力、科研方法運用能力、中文表 達與外語能力、文獻資料檢索能力、計算機應用能力 5 4 完成質量 文題相符,概念準確,分析、論證、計算、設計、實驗等正確 合理,結論明確；論文結構、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī) 10 9 評閱人評分合計 18 評閱人 評語 該學生的本次設計為ZA400-500甭提成型工藝設計,工作量飽滿 ，具有很好實踐意義。學生在畢業(yè)設計中態(tài)度認真,積極努力。泵 體構造比較復雜，要求對泵體的具體構造了解詳細 ，從而確定了泵體的具體工藝參數(shù)。該學生工藝圖繪制規(guī)范，尺寸參數(shù)詳實，表明該學生的基本功扎實，并按計劃完成所有工作。在設計上具有創(chuàng)新精神，在論文的整體框架結構上合理，對制圖軟件的掌握與運用嫻熟。對文獻的閱讀及引用合理。因此本次成績總體表現(xiàn)屬于良優(yōu)秀。 評閱人簽字：XX 評閱人工作單位：機械工程學院日期：2018-05-21 答辯紀錄 學生姓名：XX 專業(yè)班級：XX 畢業(yè)論文(設計)題目： ZA400-560泵體成形工藝設計 答辯時間：2018年05月22日 時 分 ~ 時 分 答辯委員會(答 主任委員(組長)： XX 辯小組)成員 委 員(組 員)：XXX 答辯委員會(答辯小組)提出的問題和答辯情況 問題1：1、泵體的設計改進的方面？ 回 答： 答：對泵體的壁厚進行了適當?shù)恼{整，使其更適合鑄造。問題2：2、為什么選用樹脂砂？ 回 答： 答: 因為樹脂砂可使鑄件表面質量、尺寸精度高、不需要烘干 ；潰散性好，容易落砂、清理，大大減輕了勞動強度。問題3：3、3A鋼的介紹 回 答： 答：3A鋼屬于含N雙相不銹鋼，其牌號為25Cr5NiMoN,腐蝕性較其它奧氏體不銹鋼都相對較好。 問題4：4、采用什么樣的凝固方式？ 回 答： 答：順序凝固的方式進行凝固。問題5：5、為什么采用這種凝固方式？ 回 答： 答：為了能夠更好的補縮金屬液。問題6：6、加冒口的作用： 回 答： 因為鑄型中的金屬液在凝固的過程中會出現(xiàn)收縮，所以需要補縮金屬液，冒口的作用是為了更好的補縮金屬液。 問題7：7、ZA400-560的介紹 回 答： 答：ZA是國外一家企業(yè)的牌號，400是葉輪的出口直徑 ，560是泵體的出口直徑。問題8：8、模數(shù)的介紹 回 答： 答：鑄件被補縮部位的體積與散熱表面積的比值稱為模數(shù) ，實際代表鑄件的冷卻速度。 問題9：9、采用什么樣的澆注系統(tǒng)，為什么？ 回 答： 答：采用開放式澆注系統(tǒng)。因為開放式澆注系統(tǒng)進入型腔時金屬液流速較小，充型平穩(wěn)，沖擊力小，金屬氧化輕。 問題 10： 9、采用什么樣的澆注系統(tǒng)，為什么？ 回 答： 答：采用開放式澆注系統(tǒng)。因為開放式澆注系統(tǒng)進入型腔時金屬液流速較小，充型平穩(wěn)，沖擊力小，金屬氧化輕。 記錄人： 2018年05月22日 答辯委員會評價表 評價內容 具體要求 總分 評分 自述總結 思路清晰,語言表達準確,概念清楚,論點正確,分析歸納合理 10 9 答辯過程 能夠正確回答所提出的問題,基本概念清楚,有理論根據(jù) 10 9 選題質量 符合培養(yǎng)目標要求,有一定的研究價值和實踐意義,有一定的 開拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿 5 4 完成質量 文題相符,概念準確,分析、論證、計算、設計、實驗等正確 合理,結論明確；論文結構、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī) 10 9 能力水平 有較強的綜合運用知識能力、科研方法運用能力、中文表 達與外語應用能力、文獻資料檢索能力、計算機應用能力 10 9 答辯委員會評分合計 40 答辯委員會評語 XX同學在畢業(yè)設計工作期間，工作刻苦努力，態(tài)度認真，能夠遵守各項紀律，表現(xiàn)出色。 能按時、全面、獨立地完成與畢業(yè)設計有關各環(huán)節(jié)的工作，表現(xiàn)出較強的綜合分析問題和解決問題的能力。 論文立論正確，理論分析透徹，解決問題方案恰當，結論正確，并有一定的創(chuàng)新性，有較高的學術水平或實用價值。 論文使用的概念正確，語言表達準確，結構嚴謹，條理清楚，邏輯性強。 論文中使用的圖表，設計中的圖紙在書寫和制作時，能夠嚴格執(zhí)行國家相關標準。 具有較強的獨立查閱文獻資料及外語應用能力，原始數(shù)據(jù)搜集得當，實驗或計算結論準確可靠。 答辯過程中，能簡明和正確地闡述論文（設計）的主要內容，思路清晰 ，論點正確?；卮饐栴}準確、深入，有自己的見解，有較強的應變力及語言表達能力。 答辯成績： 40 答辯委員會主任： XX 成績評定 項目分類 成績評定 過程管理評分 15 指導教師評分 18 評閱人評分 18 答辯委員會評分 40 總分 91 成績等級 A 成績等級按“A、B、C、D、F”記載 成績審核人簽章： XX 學院審核人簽章： XX 一、選題依據(jù) 1、研究領域 鑄造、熱處理 2、論文（設計）工作的理論意義和應用價值 泵是輸送流體或使流體增壓的機械。它將原動機的機械能或其他外部能量傳送給液體，使液體能量增加。泵作為水處理過程中的動力設備，扮演著污水的提升、輸送以及藥劑計量的工作，其重要性不言而喻，在一些關鍵環(huán)節(jié)的泵設備一旦出現(xiàn)問題， 都會牽一發(fā)而動全身，所以具有重要意義。而泵體是泵的重要組成部分，是影響泵的質量的重要因素。所以對于泵體的設計是非常有意義的。 從泵的性能范圍看，巨型泵的流量每小時可達幾十萬立方米以上，而微型泵的流量每小時則在幾十毫升以下；泵的壓力可從常壓到高達 19.61Mpa(200kgf/cm2)以上； 被輸送液體的溫度最低達-200 攝氏度以下，最高可達 800 攝氏度以上。泵輸送液體的種類繁多，諸如輸送水（清水、污水等）、油液、酸堿液、懸浮液、和液態(tài)金屬等。而泵體是泵的重要零件，是決定泵性能的關鍵因素，因此其應用價值非常的大。 3、目前研究的概況和發(fā)展趨勢 3.1 鑄造的發(fā)展概況 現(xiàn)如今我國鑄造業(yè)的專業(yè)化生產已初具規(guī)模。如今已經形成了一批頗具特色的專業(yè)化鑄造生產企業(yè)。這些企業(yè)主要包括:高緊實度造型+先進制芯+雙聯(lián)熔煉的發(fā)動機鑄件鑄造企業(yè)；大批量機械化生產的剎車轂、制動盤、排氣管等汽車鑄件廠；樹脂自硬砂為主體的機床、箱體、風電等大型鑄件生產廠；V 法工藝為主體的鑄造廠和消失模鑄造廠；金屬型或金屬型覆砂為主的曲軸、磨球生產廠；硅溶膠或硅酸乙脂為粘結劑的高檔熔模精密鑄造廠；水玻璃為粘結劑的普通鋼件精鑄廠；離心球鐵鑄管廠和離心灰鐵鑄管廠；有色合金砂鑄壓(高/低/差)鑄廠等等。 從歷史悠久的鑄造技術發(fā)展到今天的現(xiàn)代鑄造技術或液態(tài)凝固成形技術這不僅與金屬與合金的結晶與凝固理論研究的深入和發(fā)展、各種凝固技術的不斷的出現(xiàn)和提高、計算機技術的應用等有關，而且還與化學工業(yè)、機械制造業(yè)、制造方法和技術的發(fā)展密切相關。 1）凝固理論的發(fā)展結晶與凝固是鑄件形成過程的核心，它決定著鑄件的組織和缺陷的形成，也決定了鑄件的性能和質量。近 30 年來，借助于物理化學、金屬學、非平籬熱力學與動力學、高等數(shù)學和計算數(shù)學，從傳熱、傳質和固液界面幾個方面進行研究，使金屬凝固理論有了很大的發(fā)展，這不僅使人們對許多條件下的凝固過程和組織特征有了深入的認識，而且促使了許多凝固技術和液態(tài)凝固成形方法的提出、發(fā)展和生產應用。例如凝固理論已建立了鑄件冷卻速度和品粒度以及晶粒度與鑄件力學性能之間的一些函數(shù)關系，從而為控制鑄造工藝參數(shù)和鑄件力學性能提供了依據(jù)。 2）凝固技術的發(fā)展控制凝固過程是開發(fā)新型材料和提高鑄件質量的重要途徑。其中主要的方法有：順序凝固技術、快速凝固技術、復合材料的獲得、半固態(tài)金屬鑄造成形技術等等。 3.2 泵的發(fā)展概況 1）國內泵業(yè)的發(fā)展趨勢 國內泵業(yè)迄今尚未形成真正的品牌優(yōu)勢。泵業(yè)的發(fā)展主要還是依靠國內強勁的需求。由于未來幾年國內需求旺盛，因此，國內泵業(yè)有發(fā)展的空間。但競爭激烈，包括和國外泵業(yè)競爭。 由于國內泵業(yè)比較優(yōu)勢的逐漸喪失，以及出口條件的劣化，泵的出口預計會受到打壓。 預計泵的產品會多元化，配套能力會進一步提高。由于國內鼓勵國產化新品的政策首次由政府單綱，預計由國內研制急需的高端泵會得到強勁的推動。一些新的產品，如節(jié)能環(huán)保電磁熱泵等會在政策的指引下得到推廣應用。 泵 16 的設計水平會和先進的制造技術在大型的泵制造廠進一步得到提升，兩項技術的結合會給泵制造廠帶來質的飛躍。 前面說過，國內泵業(yè)競爭加劇，這樣就導致一些不上規(guī)模的泵制造企業(yè)和技術跟不上要求的企業(yè)會被逐漸淘汰。 2）國內泵產品的進展和差距 （1）國內泵產品的進展由于近些年內需擴充所需，國內泵業(yè)獲得了一定發(fā)空間，泵產品由此取得一些新的進展，表現(xiàn)在流程泵的品種和規(guī)格增多；一些依靠引進技術生產的流程泵多已系列化，部分老產品也在吸收引進技術的基礎上有所改進。低比轉數(shù)的小流量高揚程泵、耐腐蝕泵以及無密封泵均擴大了供貨的空間。特別是關鍵的流程泵和大型水泵，如石化行業(yè)用的加氫進料泵、輻射爐進料泵、立式和臥式高速泵、低溫泵等等許多高端泵，經過制造廠和用戶的不懈努力都相繼研制成功并應用。此外， 有些泵制造廠可根據(jù)用戶要求提供自動監(jiān)測和控制技術，以保證關鍵部位泵安全、可靠地在高效區(qū)運行。據(jù)統(tǒng)計，目前國產泵可以滿足國內需要的 85％，但仍有一些急需的高端泵需要進口。 （2）與國外產品的差距盡管我國的泵制造業(yè)取得不小的成績，但也應看到與國外產品相比還存在一定的差距。相當數(shù)量的國產泵效率比發(fā)達國家產品低 5%~10%?？傮w看，國產泵的品種與規(guī)格仍然偏少，產品型譜規(guī)格跨度偏大，增加了泵的選擇難度， 某些時候不得不加大了泵的余量，直接導致了無功耗的增加。 有些泵質量不穩(wěn)定。產品改進、開發(fā)、換代的速度比較慢，跟不上裝置大型化的步伐和實際的需要，如千萬噸級煉油廠需要的流量達 1000 立方米每小時以上的原油進料泵及初餾塔底、常壓塔底、減壓塔底等關鍵部位泵；PX 裝置需要的高溫、高揚程、大流量泵；乙烯裝需要的急冷油泵、急冷水泵、大流量泵；常輸管線需要的高效管道輸油泵以及大型空分裝置的大流量、低壓頭、低溫液體泵等。 總之，我們希望一般泵產品要做精；高端的、急需的泵產品要有專業(yè)的制造廠或專業(yè)部門不斷地對需求和產品進行研究并付諸行動。 二、論文（設計）研究的內容 1.重點解決的問題 1) 鑄造工藝的制定和熱處理。 2) 畫出上下模型圖。 3) 毛坯的熱處理工藝。 2.擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設計思路） 1) 了解 3A 鋼材料的力學性能及鑄造性能。 2) 對泵體零件進行結構分析。 3) 鑄造工藝及鑄造參數(shù)的制定。 4) 泵體毛坯的熱處理。 5) 泵體質量檢測。 3.本論文（設計）預期取得的成果 1) 繪制鑄造工藝圖。 2) 外文翻譯。 3) 撰寫論文。 三、論文（設計）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術路線或設計參數(shù)） 1) 零件結構分析。 2) 鑄造參數(shù)的選擇。 3) 熱處理方案的選擇。2.論文（設計）進度計劃 第 1 周：查閱文獻，至少 15 篇，其中兩篇是英文文獻。 第 2 周：撰寫開題報告。 第 3 周：撰寫文獻綜述，是開題報告中重要的一部分。 第 4 周：修改開題報告和文獻綜述。 第 5 周：到工廠參觀實習。 第 6 周：對零件圖進行結構分析，零件圖是否有需要修改的地方。 第 7 周：對 3A 鋼的耐腐蝕性能、鑄造性能、熱處理特點要進行全面的了解。第 8 周：進行鑄造工藝的設計，重點分型面和澆注位置的確定，以及機械加工余 量的選取。 第 9 周：冒口的設計、澆注系統(tǒng)的設計。 第 10 周：熱處理工藝的確定。 第 11 周：完成所有的圖紙。 第 12 周：翻譯外文資料。 第 13 周：撰寫論文和修改論文。第 14 周：做 PPT 準備答辯。 第 15 周：答辯，首先自述，后老師提出問題。 四、 需要閱讀的參考文獻 [1]袁壽其,劉厚林.泵類流體機械研究進展與展望[J].排灌機械,2007(06):46-51. 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Technological Engineering,2016,13(1). 附：文獻綜述 文獻綜述 1. 泵體的概述 1.1. 泵的概念 泵是把原動機的機械能轉化為液體能量的機械，由泵體、葉輪、泵蓋三部分組成。廣泛應用于國民經濟的各個領域 ，無論是航空航天、核電站、核潛艇，還是農業(yè)排灌、城市供水、石油、化工、火力發(fā)電等國家建設各個方面都離不開各種類型的泵。據(jù)統(tǒng)計，泵的耗電量約占全國總發(fā)電量的 20%，其耗油量約占全國總油耗的 5%，它是僅次于電機的應用最為廣泛的通用機械。[1] 1.2. 泵的用途 化工和石油部門的生產中，原料、半成品和成品大多是液體，而將原料制成半成品和成品，需要經過復雜的工藝過程，泵在這些過程中起到了輸送液體和提供化學反應的壓力流量的作用，此外，在很多裝置中還用泵來調節(jié)溫度。 在農業(yè)生產中，泵是主要的排灌機械。我國農村幅員廣闊，每年農村都需要大量的泵，一般來說農用泵占泵總產量一半以上。 在礦業(yè)和冶金工業(yè)中，泵也是使用最多的設備。礦井需要用泵排水，在選礦、冶煉和軋制過程中，需用泵來供水等。 在電力部門，核電站需要核主泵、二級泵、三級泵、熱電廠需要大量的鍋爐給水泵、冷凝水泵、油氣混輸泵、循環(huán)水泵和灰渣泵等。 在國防建設中，飛機襟翼、尾舵和起落架的調節(jié)、軍艦和坦克炮塔的轉動、潛艇的沉浮等都需要用泵。高壓和有放射性的液體，有的還要求泵無任何泄漏等。 總之，無論是飛機、火箭、坦克、潛艇、還是鉆井、采礦、火車、船舶，或者是日常的生活，到處都需要用泵，到處都有泵在運行。正是這樣，所以把泵列為通用機械，它是機械工業(yè)中的一類主要產品。 1.3. 離心泵的原理 離心泵的工作原理就是利用泵軸轉動產生的離心力作用，表現(xiàn)在實際運轉上就是經電機帶動泵軸轉動，驅動葉輪工作，產生離心力，物料在葉輪內受到離心力的作用，產生動能，在葉輪出口具有一定的速度，經泵體出口流向管道出口進而實現(xiàn)輸送液體的目的。液體經泵體排出，使得葉輪人口處形成負壓，在壓力差的作用下液體物料源源不斷的被泵體排出，實現(xiàn)物料的連續(xù)輸送。[2] 2. 鑄造概述鑄造的優(yōu)點 1)適用范圍廣。鑄件方法幾乎不受零件結構、尺寸大小和復雜程度的限制，適用范圍非常廣泛，可以鑄造壁厚從幾毫米到幾米、長度從幾毫米到十幾米、質量從幾克到幾十噸的各種合金鑄件。 2)不受金屬和合金種類限制。鑄件可以生產鑄鋼、鑄鐵以及各種鋁合金、銅合金、鋅合金、鎂合金及鈦合金等鑄件。對于脆性合金的成形，鑄件是唯一可行、不可替代的加工方法。 3)鑄件精度高。一般而言，鑄件比鍛件、焊接件尺寸精度高 4)成本廉價。鑄件在一般機器生產中約占總重量的40%~80%，而成本只占機器總成本的25%~30%。[3] 3. 奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼的性能 3.1. 奧氏體不銹鋼的性能 奧氏體不銹鋼具有良好的耐腐蝕性能，良好的工藝性能和焊接性能。一般在固溶狀態(tài)下使用。奧氏體不銹鋼是單相固溶體，不能熱處理強化，熱處理的主要目的 是為了增強鋼的耐蝕性，提高這類鋼力學性能的有效方法是冷加工。 1)拉伸性能 a)奧氏體不銹鋼的屈服強度比較低，一般用冷加工強化的方法來增強其機械強度， 任性依然可以滿足要求。可以采用10%~20%的冷加工量，有時為了防止應力腐蝕， 冷加工量限制在10%以內。 b)奧氏體不銹鋼的高溫強度比較好 2)腐蝕性能 總的來說，奧氏體不銹鋼具有良好的耐腐蝕性能。不受硝酸、濃硫酸及磷酸等類的腐蝕。與鐵素體鋼相比，耐腐蝕性能有很大的提高，因此壓力容器在與高溫水接觸的部位都要堆焊奧氏體不銹鋼，以防止腐蝕。但奧氏體不銹鋼在壓水堆條件下應用，還是有晶間腐蝕、應力腐蝕的傾向。[4] 3.2. 鐵素體不銹鋼的性能 鐵素體不銹鋼含鉻量一般為 12%~30%， 含碳量大多低于0.12%。在高鉻 (Cr ≥16%)鐵素體不銹鋼中常含有1%~4%的鉬， 以改善耐非氧化性介質和耐點蝕、縫隙腐蝕等性能。我國鐵素體不銹鋼的牌號為 ZG1Cr17 和 ZG1Cr19Mo2。鐵素體不銹鋼具有良好的耐蝕性能， 特別是對氧化性介質。鐵素體不銹鋼鉻含量較高而鎳當量較低 ， 成本上低于鉻鎳奧氏體不銹鋼 。由于鐵素體組織對碳的固溶能力低， 除超低碳鋼種外，一般在鐵素體組織中均會有一定數(shù)量的碳化物析出，影響鋼的抗點蝕性能。同時鐵素體不銹鋼還有鑄態(tài)晶粒粗大而又不能通過熱處理細化、韌脆性轉變溫度高、σ相及 475℃脆性等問題，鋼的沖擊韌性很低， 不能用于受力較大的耐蝕構件。因此在我國應用不多.鐵素體不銹鋼的這些問題主要是由間隙原子造成的，其中主要是碳和氮。隨著精煉技術發(fā)展， 這些問題已可解決。國外多采用 VOD 或 AOD 精煉降低鋼的碳量至 0.03%甚至 0.01%以下，并用加鈦或鈮穩(wěn)定化的方法固定多余碳，消除了碳化物析出降低耐蝕性的問題。同時通過精煉后鋼中的氮量也降至極低， 避免了碳、氮在晶界的偏聚造成的脆性，鋼的韌性可以達到很高水平。這樣鐵素體不銹鋼就有很廣闊的應用前景。[5] 3.3. 奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼 奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼是指在奧氏體基體中存在一定量的鐵素體組織的一類不銹鋼。雙相不銹鋼有以下三個顯著特點 : a)有遠高于奧氏體不銹鋼的屈服強度 ， 性能可以通過改變組織中的鐵素體量加以調節(jié)。有文獻報道了國外一種 Zeron 牌號 (C ≤0.03%、24%~26% Cr、5%~8%Mo、 3%~4%Ni、0.2%~0.3%N、0.5 %~1% Cu、0.5%~1%W)的鑄造雙相不銹鋼與鑄造奧氏體不銹鋼 CF-8M 及相對應的變形合金AISI316 的力學性能對比屈 服強度約為奧氏體鋼的 2 倍。 b)有良好抗蝕能力，特別是抗應力腐蝕開裂能力超過奧氏體不銹鋼能力超過奧氏體不銹鋼 。 c)雙相不銹鋼含鎳量較低，可使用一定量氮代替鎳，成本上有較大優(yōu)勢 。雙相不銹鋼有鉻鎳型和 鉻錳氮型兩大類。 我國鑄造雙相鋼有 兩個牌號 ， 即 ZG1Cr17Mn9Ni4Mo3Cu2N 和 ZG1Cr18Mn13Mo2CuN，均為節(jié)鎳的鉻錳氮型 。與國外相比 ， 一是碳量較高影響耐蝕性能； 二是錳量較高影響工藝性能。我國鑄造雙相鋼成本較低 ， 性能方面有差距 。應在積極擴大鑄造雙相不銹鋼應用的同時 ， 大力發(fā)展性能更高的低碳鉻鎳型雙相鋼。 雙相不銹鋼具有比奧氏體不銹鋼更高的力學性能，有優(yōu)良耐蝕性，特別是抗應力腐蝕開裂能力。雙相不銹鋼含鎳量低于奧氏體不銹鋼，生產成本上有較大優(yōu)勢。因此，雙相不銹鋼是近年研究發(fā)展最快的鋼種之一。在雙相不銹鋼中，含氮雙相不 銹鋼的發(fā)展有特殊意義。氮不僅是強奧氏體形成元素，在不銹鋼中加入少量氮可取代大量昂貴的鎳，而且氮作為合金元素， 既可提高不銹鋼的強度，改善疲勞、蠕變性能，又可明顯提高不銹鋼耐蝕性，尤其是耐點蝕和縫隙腐蝕性能。我國在發(fā)展含氮不銹鋼方面有很好基礎，近年在雙相不銹鋼方面的研究也較活躍，性能優(yōu)良且價格低的含氮雙相不銹鋼的應用會越來越多。[5] 3.4. 含氮雙向不銹鋼的特點： 雙相不銹鋼已構成一個鋼類，表現(xiàn)為鐵素體-奧氏體雙相組織，兩相中的鉻含量均超過 13%且鐵素體和奧氏體的體積分數(shù)大體相當。 與奧氏體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的優(yōu)勢為高的機械性能(固溶強化，晶粒細化，沉淀硬化)，優(yōu)良的耐應力腐蝕和點腐蝕性能以及較低的價格(鎳含量低)，特別是通過降低碳含量和增加氮含量從而改善了鋼的可焊性。 由于雙相鋼的細晶粒組織，在退火狀態(tài)下其屈服強度為退火奧氏體鋼類的 兩倍而鋼的韌性不會降低。與奧氏體不銹鋼相比，雙相不銹鋼因鐵素體在 250℃ 以上和-50℃以下具有脆性(475℃脆性，σ-相脆性 )而不宜使用。 目前至少有 4 種不同類型的雙相不銹鋼: 1) 23Cr-4Ni- 0.10N 類低價不含鋁雙相不銹鋼，替代 304 和 316 奧氏體不 銹鋼； PRE 值(抗點蝕當量)約 25； 2) 22Cr-5Ni-3Mo-0.17 型雙相不銹鋼，耐蝕性介于 316 奧氏體不銹鋼和 6%MoN 超級奧體鋼之間，PRE 值約 35； 3) 含不同鋁和氮(有時加銅和鎢)的 25%Cr 雙相不銹鋼，PRE 值為 30-39； 4) 25Cr-7Ni-3.7Mo-0.27N 型超級雙相不銹鋼，PRE 值>40。[6] 4. 3A 鋼的化學成分及力學性能 4.1 雙相不銹鋼組織結構通常是由鐵素體與奧氏體構成，其最大的優(yōu)勢在于將鐵素體不銹鋼與奧氏體不銹鋼疼特征匯聚一體。其強度高、塑性、抗腐蝕性以及韌性處于較高層次上，易于焊接。本次設計采用的材料為 3A 鋼，其化學成分見表 4-1。 [7] 表 4-1 3A 鋼的化學成分 牌號 C Mn P S Si Ni Cr Mo N 3A ≤0.06 ≤1 ≤0.04 ≤0.04 ≤1 4.0-6.0 24-27 1.75-2.5 0.15-0.25 4.2 力學性能 主要是由 50%鐵素體和 50%的奧氏體組成，使其兼具奧氏體不銹鋼與鐵素體不銹鋼的雙重特性，具有優(yōu)良的綜合性能。2205 鋼強度是普通奧氏體不銹鋼的 2 倍， 疲勞強度及耐腐蝕性均優(yōu)于奧氏體不銹鋼。其韌性、耐晶間腐蝕性能和良好的焊接性能亦優(yōu)于鐵素體不銹鋼。[8] 4.3 奧氏體不銹鋼的鑄造性能 1) 流動性差，易產生冷隔 由于鋼液含鉻量高，在澆注過程中易生成氧化鉻夾雜物而使流動性降低。 2) 體收縮大，易產生縮孔縮松 為了使鑄件組織致密，應力求使鑄件進行順序凝固，鎳鉻不銹鋼鑄件的冒口尺寸應比碳鋼鑄件大 20%~30%。 3) 易產生熱裂 鎳鉻鋼的線收縮率大，而且鋼的高溫強度低，因此鑄件易因收縮受阻而產生熱裂。為防止熱裂，應加強鑄型和型芯的容讓性。 4) 易產生熱粘砂 由于鋼液溫度高，易產生熱粘砂。為了保證鑄件表面質量，可采用耐火度高的涂料，如鉻礦粉涂料、鎂砂粉涂料、鋯砂粉涂料等來涂刷鑄型和型芯的表面。[9] 5. 熱處理對 2205 雙相不銹鋼力學性能的影響 1)對固溶處理后的 2205 雙相不銹鋼焊接接頭在 850℃進行時效處理，母材區(qū)、焊縫區(qū)和熱影響區(qū)均有。相沿鐵素體與奧氏體晶界析出，隨著時效時間的延長，σ相向鐵素體一側長大，其數(shù)量明顯增多；其中，焊縫區(qū)對σ相的析出過程最為敏感， 其硬度增加量較母材區(qū)大。 2)l 050℃固溶保溫 60 分鐘水冷至室溫后，2205 雙相不銹鋼焊接接頭拉伸性能良好；在 850℃時效，隨著時效時間的延長，抗拉強度有所提高，但伸長率和斷面收縮率顯著下降。 3)固溶處理后焊縫區(qū)的沖擊吸收功隨時效時問的延長顯著下降，材料的沖擊韌度嚴重惡化，這主要由于沿晶界析出脆性。σ相所致，沖擊斷口形貌分析也證明了焊縫區(qū)脆性斷裂的特征。[10] 6. 奧氏體不銹鋼的酸洗和鈍化 6.1. 酸洗、鈍化的目的 受高溫和氧化性氣氛的影響，奧氏體不銹鋼鋼板在熱軋、固溶處理等工序加工過程中，其表面會產生連續(xù)、致密、與基體附著力較強的黑色氧化鐵皮。氧化鐵皮的化學組成比較復雜，主要有 FeO、Fe203、Fe3O4、Cr2O3、NiO、SiO2 和難溶的 FeO·Cr2O3、 NiO·Fe2O3 等。氧化鐵皮的存在不但影響鋼板表面的裝飾性外觀，而且會加快鋼板表面的電化學腐蝕，影響不銹鋼板的防腐性能，因此氧化鐵皮必須在產品出廠交付前必須進行有效清除。而酸洗鈍化處理作為目前奧氏體不銹鋼板規(guī)模生產最經濟、最有效、成本最低廉的去除氧化鐵皮形成鈍化膜的方法，故通常采用此種方法。[11] 6.2. 奧氏體不銹鋼酸洗鈍化的原理 金屬經氧化性介質處理，在其表面生成均勻致密的氧化膜，并使腐蝕速度比未處理前有顯著下降的現(xiàn)象稱金屬的化學鈍化。鈍化機理可以用薄膜理論解釋為：鈍化是由于金屬與氧化性介質發(fā)生電化學反應，在金屬表面上生成一層薄而致密、覆蓋性良好、附著力強的氧化物膜層，即“鈍化膜”；鈍化膜獨立存在，通常是氧和金屬的化合物，主要成分為CrO 3 、FeO 與 NiO，它是不銹鋼防腐蝕的基本屏障， 是腐蝕介質擴散的阻擋層，而并不是把金屬與腐蝕介質完全隔開，鈍化膜具有動態(tài)特征，通常在有還原劑（如氯離子）情況下傾向于破壞膜，而在氧化劑（如空氣） 存在時能保持或修復膜。[12] 6.3. 酸洗鈍化處理時操作過程 1)一般操作過程：先將容器表面用工業(yè)清潔劑刷洗一遍，然后用毛刷等將配置好的酸洗鈍化膏涂抹于設備表面，使其反應一段時間后，用毛刷或鋼絲刷不斷擦洗。對于焊縫處應用里反復擦洗幾遍。待容器表面成白色光亮顏色時，說明鈍化完成， 此時應用流動的清水沖洗設備。 2)操作過程中應注意的幾點：前期處理前，油污和焊接飛濺之類的表面缺陷應處理完畢后方可進行酸洗鈍化處理。對于嚴重發(fā)黑的焊道，應用鋼絲刷反復擦洗，確保其光亮。沖洗時，應用抹布等進行刷洗。[13] 6.4. 奧氏體不銹鋼清洗鈍化應注意的事項 1)清洗鈍化前應去除焊縫及母材表面的飛濺、焊藥、灰塵等。清除油污必要時可采用有機溶劑、堿洗液或中性洗滌液清洗表面，并用清水沖洗干凈。 2)酸洗鈍化操作過程中，操作人員必須仔細觀察，認真控制清洗鈍化溫度和時間。溫度低則適當延長處理時間，溫度高則時間縮短。防止達不到酸洗鈍化效果或過酸 洗而引起材料表面過腐蝕。涂膏清洗鈍化時，將膏均勻地涂刷于需要酸洗鈍化的表面，一般先涂刷焊縫處，氧化皮較厚處略涂厚些。 3)酸洗鈍化后的不銹鋼表面不應有明顯的腐蝕痕跡，顏色應均勻一致，不留斑紋或氧化色。鈍化后要用 A 級除鹽水徹底沖洗設備表面，不留存殘液。酸洗鈍化液及沖洗水中控制?????的質量分數(shù)不大于 25μg/g，宜選用去離子水沖洗設備，酸洗鈍化后對鈍化表面需采用一定的保護措施，如選用聚乙烯薄覆蓋或包裹，避免異金屬、非金屬接觸及硬物接觸，禁止焊接或打磨操作。[12]