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厚度为 17 mm，周边壁厚为 4.1 mm. 从铸件结构、材料特性、熔炼浇注工艺三个
方面分析了热裂纹产生的原因：
（1）铸件结构设计不合理，开裂部位两侧壁厚差距较大，角部圆角半径太小，
在凝固过程中，铸件这两部分冷却速度差异较大，薄壁的地方先凝固，已结晶的
固相对液相产生拉应力，固相收缩进一步加剧缩裂，当内应力大于材料本身塑性
变形的极限时，产生热裂纹；
（2）A 气阀阀体材料的牌号为 ZCuSn5Pb5Zn5，锡青铜材料本身的特性容易产
生热裂纹；
（3）熔炼浇注工艺不合理也会造成热裂纹。
2.1.2 工艺试验与工艺优化
为了解决这种缺陷，从熔炼浇注、铸造工艺、铸件结构三个方面进行了多次
工艺试验。方案一：调整浇注温度，分别为 1 135 ℃、1 125 ℃、1 115 ℃. 该
方案试制后对裂纹没有明显效果，说明浇注温度不是开裂的主要原因。方案二：
增加内浇口的数量，由原来的两道内浇口改为四道内浇口，提高浇注的速度，该
方案试制后也没有明显的效果，反而由于浇注时间过短，出现了批量气孔的现象，
说明浇注速度不是开裂的主要原因。方案三：修改铸件的结构，有以下两处改动：
（1）减少开裂部位两边的壁厚差，开裂部位周边壁厚从 4.1 mm 增至 10 mm，如
图 4 所示，减小在凝固过程中收缩时产生的内应力；（2）增大开裂处根部圆角，
由 R3 改为 R8，开裂部位设置两条加强筋，如图 5 所示，提高铸件的抗拉强度。
按照方案三改进后解决了开裂的问题。
图 4 壁厚结构 图 5 圆角与加强筋结构
2.1.3 工艺验证
工艺改进后，对 A 气阀阀体做了组装验证、外观检验、渗透探伤检验。具体
验证方案及验证结果如下：
10 mm
17 mm
R8
加强筋
