CN101480710B - 一种内铸冷却水管防熔穿高合金铸钢件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内铸冷却水管防熔穿高合金铸钢件的制造方法，将内铸冷却水管置于铸型中，浇注高合金钢水。开浇前先向钢管内吹入低压位氮气，浇注过程中持续吹入压力为0.8～1.2Mpa的瓶装工业氮气，浇注完毕，再继续吹入瓶装工业氮气；浇注完毕，保持铸型原态放置8～16h再进行铸件的脱箱与保温。本发明可广泛的应用到耐热铸铁和高导热铜铸件的生产中，可大幅度降低内铸冷却水管高合金铸钢件的废品率。

Description

一种内铸冷却水管防熔穿高合金铸钢件的制造方法

技术领域

本发明涉及一种高合金铸钢件的内铸钢制承压冷却水管的防熔穿技术，属于铸钢技术领域。

背景技术

随着科学技术的不断发展，承受600℃以上高温的高合金铸钢件需求量逐渐增多，由于高合金铸钢件的制造成本较高、尤其是镍等合金资源稀缺，为了提高高合金铸钢件的使用寿命，最经济的方法既是设计为内铸钢制承压冷却水管的铸钢件，因此，内铸钢制承压冷却水管的高合金铸钢件应用前景较为广阔。

内铸钢制承压冷却水管的普通铸钢件，因冷却水管遇高温钢水熔穿造成的废品率近30～50％；而内铸冷却水管的高合金铸钢件，由于浇注温度较普通铸钢件高，因此其废品率更高，一般在50～70％。由于废品率高，一般铸钢件不设计内铸冷却水管；由于不熟悉内铸钢制承压冷却水管的防熔穿操作技术要领，多数企业不能承接制造内铸钢制承压冷却水管的高合金铸钢件，个别承制内铸钢制承压冷却水管的高合金铸钢件的企业其生产综合经济效益也较低、甚至出现亏损的局面。

CN1380154公开了一种内置水冷通道高合金铸钢件的制造方法，通过在浇注时向钢管内吹入瓶装工业氮气的标准化操作，从而使钢管在铸入比其熔点较高的金属液体时，钢管不被熔穿，而且，钢管与基体之间无间隙、无热阻层。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种内铸冷却水管防熔穿高合金铸钢件的制造方法，包括供企业生产中使用的高合金铸钢件内铸钢制承压冷却水管的防熔穿操作技术，本技术适用于10t以下高合金铸钢件、铸入钢制承压冷却水管的防熔穿生产。

本发明的技术方案如下：

一种内铸冷却水管防熔穿高合金铸钢件的制造方法，步骤如下：

1)内铸冷却水管采用无缝钢管，使用前需对钢管进行除锈处理，并通过防渗漏水压试验合格。

2)将上述钢管置于铸型中，浇注高合金钢水，浇注温度控制在1620～1650℃内。开浇前先向钢管内吹入0.5～0.7Mpa瓶装工业氮气1～2分钟，浇注过程中持续吹入压力为0.8～1.2Mpa的瓶装工业氮气，浇注至铸件冒口1/3高度时，钢水缓慢注入。浇注完毕，再继续吹入瓶装工业氮气10～20分钟，吹入氮气的压力要逐渐降低至0.5Mpa。

3)浇注完毕，保持铸型原态放置8-16h再进行铸件的脱箱与保温。。

以下是进一步优选的技术方案：

步骤1)中所述的无缝钢管，壁厚δ4～6(毫米)。δ的具体选择与铸坯的重量有关，一般情况下钢管壁厚δ与铸坯的重量成正比关系。钢管材质一般为Q235。

步骤1)中所述的内铸冷却水管弯曲时，其曲率半径r≥1.5～2d，d为冷却水管管径。

步骤1)中所述的内铸冷却水管需对接焊时，其熔深应≥钢管壁厚3/4。

步骤1)中所述的内铸冷却水管，当铸入多排冷却水管需联接时，其联接焊点熔深应≤钢管壁厚1/4。

步骤2)中所述的浇注，采取半封闭半开放式，即∑F_直≥∑F_横＜1.1∑F_内。∑F_直为浇注系统内所有直浇道截面积之和，∑F_横为浇注系统内所有横浇道截面积之和，∑F_内为浇注系统内所有内浇道截面积之和。

步骤2)中所述的浇注，采取向铸件方向扩张式的扇形扁平内浇道，且分散设置。

步骤2)中所述的铸件保温冒口的模数不小于铸件模数的1.05倍。

本发明使用的常规瓶装氮气，满瓶压力一般为15Mpa，无其它特殊要求。

本发明的技术特点主要包括钢制承压冷却水管的设计、铸件浇注的工艺设计、铸件保温，特别是浇注过程吹入瓶装工业氮气的吹氮技术规范，本发明成功地克服了现有技术的难题，可以广泛的应用到耐热铸铁和高导热铜铸件的生产中，可大幅度降低内铸冷却水管高合金铸钢件的废品率，废品率降低到10％以下(10％为本发明废品率上限，理论上可降低到接近于0)，具有显著的经济效益。

以材质为ZG40Cr25Ni20的高合金铸钢件为例、按年1000t计算其经济效益

已知应用本技术前后高合金铸钢件的废品率分别为50％、10％，按2007年12月镍及金属铬合金等原材料的市场价测算，其铸坯成本为85000元/t、废品残值为35000元/t，则年1000t高合金铸钢件仅减少废品损失产生的经济效益为：

1000t×(8.5万元/t-3.5万元/t)×(50％-10％)＝2000万元。

附图说明

图1是实施例1内铸冷却水管高合金铸钢件剖面图。图2是实施例2内铸冷却水管高合金铸钢件剖面图。其中，1、内铸冷却水管，2、高合金铸钢件本体。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，实施例中未详加限定的操作均可按本领域现有技术。

实施例1：一种内铸冷却水管防熔穿高合金铸钢件的制造方法，步骤如下：

1)如说明书附图1所示，内铸冷却水管1采用Q235无缝钢管，使用前先酸洗除锈处理，并按使用工作压力做防渗漏水压试验合格；该冷却水管弯曲内铸，弯角为圆弧形，其曲率半径r为1.5d，d为冷却水管管径。

2)将上述钢管置于铸型中，先向钢管内吹入0.5～0.7Mpa瓶装工业氮气2分钟，浇注材质为ZG40Cr25Ni20高合金钢水，浇注温度控制在1620～1650℃内，浇注过程中持续吹入压力为0.8～1.2Mpa的瓶装工业氮气，浇注至铸件冒口1/3高度时，钢水缓慢注入、且按本领域现有技术覆盖钢水保温剂；所述的铸件保温冒口的模数为铸件模数的1.05倍。浇注完毕，再继续吹入瓶装工业氮气10～20分钟，吹入氮气的压力要逐渐降低至0.5Mpa。

3)浇注完毕，保持铸型原态放置9h再进行铸件的脱箱与保温。

生产中还应注意，浇注的高合金钢水出钢前，钢水包内不应有冷钢且要烘烤至300℃以上。开浇前，在钢包包嘴处撒放钢水专用集渣剂(按常规使用)进行浇注过程“挡渣”。浇注后期，若发现在冷却水管内随氮气溅出“火星”，应立即降低吹氮压力。浇注完毕，延后吹入氮气10～20分钟过程中，吹入氮气的压力要逐渐降低，且忌吹入氮气压力突然增高。停吹后且忌使用高压空气或氮气再次吹入。

浇注完毕，铸型不得马上移开，更不得将铸型“高温”码放。铸件在脱箱及保温过程中，严禁挤压或碰撞钢制水管的管口。

实施例2：内铸冷却水管高合金铸钢件的制造方法如实施例1所述，所不同的是：内铸冷却水管对接焊成U形，对接处为直角，水管接口处开45度斜口用于对接，以保证水管的水平和垂直度，水管接口处对焊的熔深为钢管壁厚3/4。如图2所示。

Claims (5)

1.一种内铸冷却水管防熔穿高合金铸钢件的制造方法，步骤如下：

1)内铸冷却水管采用无缝钢管，使用前需对钢管进行除锈处理，并通过防渗漏水压试验合格；

所述的无缝钢管，壁厚δ4～6毫米，钢管材质为Q235；

所述的内铸冷却水管弯曲时，曲率半径r＝1.5～2d，d为冷却水管管径；

2)将上述钢管置于铸型中，浇注高合金钢水，浇注温度控制在1620～1650℃内；开浇前先向钢管内吹入0.5～0.7Mpa瓶装工业氮气1～2分钟，浇注过程中持续吹入压力为0.8～1.2Mpa的瓶装工业氮气，浇注至铸件冒口1/3高度时，钢水缓慢注入；浇注完毕，再继续吹入瓶装工业氮气10～20分钟，吹入氮气的压力要逐渐降低至0.5Mpa；

3)浇注完毕，保持铸型原态放置8-16h再进行铸件的脱箱与保温。

2.如权利要求1所述的内铸冷却水管防熔穿高合金铸钢件的制造方法，其特征在于步骤1)中所述的内铸冷却水管需对接焊时，熔深应≥钢管壁厚3/4。

3.如权利要求1所述的内铸冷却水管防熔穿高合金铸钢件的制造方法，其特征在于步骤1)中所述的内铸冷却水管，当铸入多排冷却水管需联接时，联接处焊点熔深应≤钢管壁厚1/4。

4.如权利要求1所述的内铸冷却水管防熔穿高合金铸钢件的制造方法，其特征在于步骤2)中所述的浇注采取半封闭半开放式。

5.如权利要求1所述的内铸冷却水管防熔穿高合金铸钢件的制造方法，其特征在于步骤2)中所述的浇注，采取向铸件方向扩张式的扇形扁平内浇道。

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