CN101445853A - 电梯铸态球铁曳引轮铸造方法 - Google Patents
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Abstract
电梯铸态球铁曳引轮铸造方法，其步骤包括混砂造型制芯合型、炉料熔炼、出铁球化孕育处理、浇注、冷却、开箱、铸件清理、铸件粗加工；炉料熔炼步骤包括配置炉料和熔炼，炉料重量配比：生铁35～45％、回炉铁25～35％、废钢25～35％；中频感应电炉熔炼，温度1450～1550℃；出炉球化孕育处理包括球化处理和硅钡一次孕育处理；底注浇注，浇注温度1320～1420℃。本发明生产出的电梯曳引轮抗拉强≥700MPa，延伸率≥2％，硬度HBS＝240～270，工作面轮缘硬度差≤30HBS，冲击值≥3J/cm2；工作面金相组织的珠光体含量≥95％，球化率≥85％；曳引轮各部位没有铸造缺陷存在，完全满足电梯曳引轮的各项技术要求。
Description
技术领域
本发明涉及铸造领域，特别涉及一种电梯铸态球铁曳引轮铸造方法。
背景技术
电梯曳引轮是决定电梯安全运行的关键零部件，它是电梯的主动轮，把电动机的功率经减速机传递到主动轮，由主动轮担负牵引电梯升降的任务。所以这种主动轮材料必须是高强度球墨铸铁QT700-2牌号。其机械性能要满足抗拉强≥700Mpa，延伸率≥2％，硬度HBS＝240～270，并且工作面轮缘硬度差≤30HBS，冲击值≥3J/cm2；金相组织要求曳引轮工作面的珠光体含量≥95％，球化率≥85％；曳引轮各部位不允许有任何铸造缺陷存在。因此如何满足上述技术要求，成了铸造电梯曳引轮的关键。
发明内容
本发明的目的是提供一种电梯铸态球铁曳引轮铸造方法，以使生产出的电梯铸态球铁曳引轮能够满足上述技术要求。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种电梯铸态球铁曳引轮的铸造方法，其步骤包括混砂造型制芯合型、炉料熔炼、出铁球化孕育处理、浇注、冷却、开箱、铸件清理、铸件粗加工；所述的炉料熔炼步骤包括配置炉料和熔炼，炉料的重量配比为：生铁35～45％、回炉铁25～35％、废钢25～35％；所配炉料采用中频感应电炉进行铁液熔炼，熔炼温度为1450～1550℃；所述的出炉球化孕育处理工序包括球化处理和硅钡一次孕育处理两个步骤；浇注程序采用底注浇注工艺，其中浇注温度控制在1320～1420℃。
进一步，所述球化处理步骤加入的球化剂的总量为熔炼出铁量的1.0～1.6％，球化剂的化学成分质量百分比为：含有Mg 5.5～6.5、RE 1.8～2.4、Si 35～44、Ca 1.5～2.5、Mn<4.0、Al≤0.5、Ti<0.5、以及Fe余量。
所述球化处理的球化剂粒度为4～20mm。
本发明的稀土镁硅铁球化剂合金，主要特点是镁与稀土匹配与一般的球化剂不同，这种球化剂能发挥镁的球化作用强度和稀土对脱硫去气及中和有害元素效果好的特点，对引曳轮球铁件取得了较好的效果。
又，所述的硅钡一次孕育处理步骤所用的硅钡孕育剂的加入总量为熔炼出铁量的0.5～1.0％，硅钡孕育剂的化学成分质量百分比为：含有Si 60～70、Ca 0.8～2.2、Ba 4.0～6.0、Al 1.0～2.0、以及Fe余量。
所述的硅钡孕育剂的粒度为5～10mm。
孕育剂化学成分的选择关系到产品能否获得良好的孕育效果，也就是能否达到石墨球的数量较多、石墨球细小及石墨球比较圆整。我们选用了不同常规的钡的含量，达到了良好效果。
另外，本发明所述混砂造型工序在轮缘的外侧放置一圈外冷铁，其如下作用：
1)由于铸件厚度比较大，所以球化效果不是很好，通过冷铁激冷作用，使得球化率能够满足技术要求；
2)通过冷铁激冷作用，使得珠光体含量≥95％；
3)通过底注的四道浇口均匀平稳冲型，加上冷铁的作用，使得外圆的硬度比较均匀，硬度差≤20HB。
再有，本发明所述的混砂造型、合型工序中合型前，在直浇道底部设置有泡沫陶瓷过滤片；
本发明采用底注式浇注，铁水经过直浇道后，在分型面处安放过滤网，主要有两个作用：一，铁液中的杂质通过过滤网时，通过机械黏附作用，将杂质挡在铸件外；二，铁液通过过滤网时流速会有所减缓，并且会有一个整流作用，使得铁液能够平稳的进入型腔。
铁液通过过滤网后通过陶瓷管实现从铸件最底部进入型腔，内浇道设置在芯头上，通过四道内浇道进入型腔，保证整个外圆的冲型速度大体一致，为了保证中间轮毂部分没有缩松缺陷，在上部加冒口。
本发明工艺采用底注式浇注方法的好处在于，
球铁铁液里有镁元素，它很活泼，很容易与空气中的氧起氧化反应，形成氧化镁。它是一种夹杂物，贴附在铸件上就产生夹杂缺陷而使产品报废。因此，对于产品质量要求高的球铁件，特别要关注铁液注入型腔后的流动情况。若采用顶注则使铁液流动不平稳，甚至产生铁液搅动或喷射现象，铁液就会受到严重氧化。底注浇注工艺就可以上述顶注所产生的问题。这种工艺使进入和从满型腔的铁液达到最为平稳，与空气接触的面积最小，铁液氧化的可能性最小，从而能保证铸件产品的质量。
本发明的有益效果是，
电梯铸态球铁曳引轮，要求单铸试棒抗拉强度≥700Mpa，延伸率≥2％，本体珠光体含量≥95％，球化率≥85％，硬度240～270HB，并且外圆整体硬度差≤30HB，并且要求冲击试验，冲击值≥3焦耳。由于该产品为电梯配件，要求铸件各个部位不允许有任何的落砂、气孔、冷隔、缩松以及夹渣等铸造缺陷，并且外圆加工皮带槽后，不得有夹渣、缩松、气孔等铸造缺陷。
采用本发明所述的铸造方法后，生产出的电梯曳引轮抗拉强≥700Mpa，延伸率≥2％，硬度HBS＝240～270，并且工作面轮缘硬度差≤30HBS，冲击值≥3J/cm2；
金相组织曳引轮工作面的珠光体含量≥95％，球化率≥85％；曳引轮各部位没有铸造缺陷存在，完全满足电梯曳引轮的各项技术要求。
附图说明
图1为本发明电梯铸态球铁曳引轮的示意图；
图2为本发明电梯铸态球铁曳引轮的铸造示意图。
具体实施方式
实施例1
本发明电梯铸态球铁曳引轮铸造方法，其包括如下步骤：
(1)混砂造型、制芯及合型
轮毂造型采用呋喃自硬砂造型及制芯后起模、修型、上涂料、下泥芯，在直浇道2底部放置泡沫陶瓷过滤片3，然后上型11、下型12合型，用螺栓紧箱后等待浇注。
(2)炉料熔炼
先配置炉料，炉料的重量配比为：40％的生铁，30％的回炉铁，30％的废钢；然后把配置好的炉料投入中频感应电炉进行铁液熔炼，熔化温度为1530℃，静置保温5～10分钟，让铁液中的杂质充分漂浮上来，用骤渣剂骤集扒出，不让这些杂质带到处理的铁液中。
(3)出铁球化孕育处理
包括球化处理和硅钡孕育处理两个步骤，其中球化处理采用冲入法球化处理工艺，球化剂粒度为4～20mm，球化剂加入量为1.5％，铁液出炉温度为1480℃，第一次出铁量为总量的2/3，球化剂与铁液的反应时间为60～90秒，待反应结束后扒净铁液上的浮渣，再后补加剩余的1/3铁液，这时随着铁液流加入硅钡孕育剂进行孕育处理；其中加入的球化剂的化学成分质量百分比为：含有Mg 6.0％、RE 2.1％、Si 42％、Ca 2.0％、Mn 3.5％、Al 0.4％、Ti 0.45％、以及Fe余量；硅钡孕育剂加入量为熔炼出铁量的0.6％，硅钡孕育剂的化学成分质量百分比为，Si 70％、Ca 2.0％、Ba 5.0％、Al 1.2％、以及Fe余量。
(4)浇注
采用平浇底注工艺，在直浇道2底部设置泡沫陶瓷过滤片3进行挡渣，铁液经过横浇道4到达曳引轮轮毂的下面，经四个内浇道5从产品轮毂的下面进入型腔，平稳且均匀地流到型腔的轮缘1，使它们冷却速度近似相等，浇注温度为1380℃；在外圆处上下箱各加了10块冷铁6，冷铁间隔≤20mm；参见图1、图2；在上型11加冒口7；
(5)冷却、开箱
(6)铸件清理
(7)质量检验
检验不合格的产品淘汰作废，合格的进入下一工序。
(8)铸件粗加工
产品牌号为QT700-2，要求单铸试棒抗拉强度≥700Mpa，延伸率≥2％，本体珠光体含量≥95％，球化率≥85％，硬度240～270HB，并且外圆整体硬度差≤30HB，并且要求冲击试验，冲击值≥3焦耳。由于该产品为电梯配件，要求铸件各个部位不允许有任何的落砂、气孔、冷隔、缩松以及夹渣等铸造缺陷，并且外圆加工皮带槽后，不得有夹渣、缩松、气孔等铸造缺陷。
表1是本发明的几个实施例的主要工艺参数
实施例2、3、4的工艺过程实施例1，不再赘述。
Claims (7)
1.电梯铸态球铁曳引轮铸造方法，其步骤包括混砂造型制芯合型、炉料熔炼、出铁球化孕育处理、浇注、冷却、开箱、铸件清理、铸件粗加工；其特征在于，
所述的炉料熔炼步骤包括，炉料重量配比为：生铁35～45％、回炉铁25～35％、废钢25～35％；熔炼采用中频感应电炉进行铁液熔炼，熔炼温度为1450～1550℃；
所述的出炉球化孕育处理工序包括球化处理和硅钡一次孕育处理两个步骤；
所述的浇注工序采用底注浇注工艺，其中浇注温度控制在1320～1420℃。
2.如权利要求1所述的电梯铸态球铁曳引轮铸造方法，其特征在于：所述球化处理步骤加入的球化剂的总量为熔炼出铁量的1.0～1.6％，球化剂的化学成分质量百分比为：含有Mg 5.5～6.5、RE 1.8～2.4、Si 35～44、Ca 1.5～2.5、Mn<4.0、Al≤0.5、Ti<0.5、以及Fe余量。
3.如权利要求2所述的电梯铸态球铁曳引轮铸造方法，其特征在于：所述球化处理的球化剂粒度为4～20mm。
4.如权利要求1所述的电梯铸态球铁曳引轮铸造方法，其特征在于，所述的硅钡一次孕育处理步骤所用的硅钡孕育剂的加入总量为熔炼出铁量的0.5～1.0％，硅钡孕育剂的化学成分质量百分比为：含有Si 60～70、Ca 0.8～2.2、Ba 4.0～6.0、Al 1.0～2.0、以及Fe余量。
5.如权利要求4所述的电梯铸态球铁曳引轮铸造方法，其特征在于，所述的硅钡孕育剂的粒度为5～10mm。
6.如权利要求1所述的电梯铸态球铁曳引轮铸造方法，其特征在于，所述混砂造型工序再轮缘的外侧放置一圈外冷铁。
7.如权利要求1所述的电梯铸态球铁曳引轮铸造方法，其特征在于，所述的混砂造型、合型工序中合型前，在直浇道底部设置有泡沫陶瓷过滤片。
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