CN102000784B - 一种大型球墨铸铁件凝固组织的控制方法 - Google Patents
一种大型球墨铸铁件凝固组织的控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102000784B CN102000784B CN2010105465045A CN201010546504A CN102000784B CN 102000784 B CN102000784 B CN 102000784B CN 2010105465045 A CN2010105465045 A CN 2010105465045A CN 201010546504 A CN201010546504 A CN 201010546504A CN 102000784 B CN102000784 B CN 102000784B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cooling body
- ductile iron
- scale
- casting
- iron liquid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229910001141 Ductile iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 title abstract 3
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 title abstract 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 46
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 29
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 claims abstract description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims abstract 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 7
- 210000004940 nucleus Anatomy 0.000 abstract description 7
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 abstract description 3
- 229910001060 Gray iron Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 2
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000002224 dissection Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
本发明是一种大型球墨铸铁件凝固组织控制方法。用石墨、灰铸铁、铜制成的冷却体，冷却体安放在支架上，通过调节与水平方向的倾斜角度和过流长度实现球墨铸铁铁液流和温度下降的控制，实现处理后铁液晶核数量的控制；冷却体表面为曲率半径200-500mm的半圆形凹面，表面涂有耐火涂料，内部中空，可以通入冷却水；经过球化孕育处理后的球墨铸铁铁液流经冷却体后再进入铸型型腔，通过冷却体的激冷作用，使球墨铸铁铁液浇铸温度适当降低的同时，产生大量晶核，从而细化大型球墨铸铁件凝固组织，防止发生石墨畸变。
Description
技术领域
本发明涉及大型铸件制造技术领域，特别是一种大型球墨铸铁件凝固组织的控制方法。
背景技术
近年来，大型球墨铸铁件的生产和应用日益受到人们重视。但是，大型球墨铸铁件热节模数大、凝固时间长，容易产生晶粒粗大、石墨畸变等组织缺陷，导致机械性能尤其是延伸率低下，很难满足使用要求，需要制定极为严格的生产控制工艺才有可能获得合格的铸件，质量控制较为困难。实现大型球墨铸铁件凝固组织的有效控制，是获得合格铸件的关键。
中国发明专利ZL200710194651.9公开了一种超大型厚壁球墨铸铁件的熔炼及现场变质处理方法，主要涉及到熔炼工艺及球化、孕育剂的选用，以解决厚壁铸件型内衰退问题以及厚壁处的石墨偏析；中国发明专利ZL92105964.7公开了一种厚大断面球墨铸铁件用球墨铸铁件生产用球化剂，主要涉及大型球墨铸铁件球化剂的成分；中国发明专利ZL9112688.0公开了一种用于大型球墨铸铁件的微量元素涂料，主要涉及该种涂料的成分及使用该种涂料改善大型球墨铸铁件凝固组织的方法；中国发明专利申请公开说明书200710144925.3公开了一种厚大断面铸件的强制冷却系统，通过加强冷却控制凝固时间来控制大型球墨铸铁件的凝固组织；中国发明专利申请公开说明书200510018502.8涉及的同样是大型球墨铸铁件球化剂的成分；中国发明专利申请公开说明书200910010788.3涉及一种大型球墨铸铁件的瞬时孕育方法。以上所述的公开文件，均不涉及通过有效激冷促进形核、细化晶粒，圆整石墨球来实现大型球墨铸铁件凝固组织的有效控制。
金属液通过激冷体表面时将形成大量晶核，这些晶核在后续金属液的冲刷作用下脱离激冷体表面进入金属液中将成为后续形核核心，从而细化晶粒。球墨铸铁铁液凝固时共晶团的领先相是石墨，大量石墨核心的存在将使得共晶团及石墨球数大大增加，从而减少大型球墨铸铁件在长期凝固过程中石墨球长得过大、容易发生畸变的风险，并细化晶粒。本发明正是基于此，提出一种控制大型球墨铸铁件凝固组织的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过激冷增加铁液中形核核心，从而方便可靠控制大型球墨铸铁件凝固组织、提高机械性能的方法。
本发明利用球化孕育处理后的金属液经过激冷体表面时，产生大量激冷晶核在后续液流的冲刷作用下进入铸型，成为形核核心，从而细化晶粒，防止石墨畸变，控制大型球墨铸铁件凝固组织。具体方法是：
1)选用石墨、灰铸铁、铜制成冷却体，冷却体安放在支架上，通过调节倾斜角度和过流长度实现球墨铸铁铁液流和温度下降的控制，进而影响过流后球墨铸铁铁液的温度及形核核心数量；冷却体表面为曲率半径200-500mm的半圆形凹面，表面涂有耐火涂料，内部中空，可以通入冷却水；
2)将经过球化孕育处理后的球墨铸铁铁液流经冷却体后再进入铸型型腔，接触冷却体前铁液温度为(1350-铸件吨数/5)摄氏度，流经冷却体之后铁液进入铸型型腔的温度为(1300-铸件吨数/5)摄氏度。
冷却体表面为曲率半径200-500mm的半圆形凹面，具体尺寸依据需要浇铸的球墨铸铁铁液的重量确定，需要浇铸的铁液越重，曲率半径越大；一般5吨以下铸件选用曲率半径200mm的冷却体；5吨～30吨铸件选用曲率半径300mm冷却体；30吨～60吨铸件选用曲率半径400mm冷却体，60吨以上铸件选用曲率半径500mm的冷却体。冷却体长度为1000mm，倾斜角度为30°。
经过冷却体的激冷作用，使球墨铸铁铁液浇铸温度降低的同时，产生大量晶核，从而细化大型球墨铸铁件凝固组织，防止发生石墨畸变，使获得的大型球墨铸铁件的凝固组织晶粒得到细化，石墨球尺寸减小，数量增加，圆整度提高。
附图说明
图1是本发明的冷却体及支架结构示意图。
图2是本发明的冷却体使用示意图。
图3是本发明的冷却体截面结构示意图。
图中，1-冷却体，2-排水口，3-支架，4-振动台，5-铸型，6-入水口，7-浇包，8-球墨铸铁液，9-游离晶。
具体实施方式
实施例1：
浇铸直径600mm高度500mm的大型球墨铸铁件件试块，试块重约1吨。按照本发明的 方法，用如图1、图2所示的冷却体，曲率半径依据铸件重量，选择为200mm。浇铸时铁液接触冷却体前的温度按照公式(1350-铸件吨数/5)控制在1349.8摄氏度；它流经长度为1000mm、倾斜角度为30°的冷却体后，其温度下降到公式(1300-铸件吨数/5)限定的1299.8摄氏度(可通过调节冷却体内的水流量来控制铁液流出冷却体的温度)，再浇入铸型，凝固后获得大型球墨铸铁件试块。解剖后的进行凝固组织分析。结果表明，与不经过冷却体直接在1300摄氏度浇入铸型获得的试块相比，球化率从73％提高为82％，单位面积石墨球数从25个/平方毫米提高到32个/平方毫米，抗拉强度从308.4MPa提高到331.6Mpa，延伸率从2.4％提高到4.6％。
实施例2：
浇铸最大热节尺寸500mm、重量30吨的大型球墨铸铁件件，按照本发明的方法，根据铸件重量，选择曲率半径为300mm，倾斜角30°，长度为1000mm的冷却体。浇铸时铁液接触冷却体前的温度按照公式(1350-铸件吨数/5)控制在1344摄氏度；流经冷却体后，温度下降到公式(1300-铸件吨数/5)限定的1294摄氏度，再浇入铸型，凝固后获得大型球墨铸铁件。热节中心部位套料进行凝固组织分析。结果表明，与不经过冷却体直接在1294摄氏度浇入铸型获得的大型球墨铸铁件相比，球化率从71％提高为79％，单位面积石墨球数从19个/平方毫米提高到26个/平方毫米，抗拉强度从294.4MPa提高到325.4MPa，延伸率从2.3％提高到4.1％。
其它实施例中：5吨～30吨铸件选用曲率半径300mm冷却体；30吨～60吨铸件选用曲率半径400mm冷却体，60吨以上铸件选用曲率半径500mm的冷却体。
Claims (2)
1.一种大型球墨铸铁件凝固组织控制方法，其特征在于按以下进行：
1)用石墨、灰铸铁、铜制成的冷却体，冷却体安放在支架上，通过调节与水平方向的倾斜角度和过流长度实现球墨铸铁铁液流和温度下降的控制，实现处理后铁液晶核数量的控制；冷却体表面为半圆形凹面，表面涂有耐火涂料，内部中空，用于通入冷却水；
2)使经过球化孕育处理后的球墨铸铁铁液流经冷却体后再进入铸型型腔，接触冷却体前，铁液浇铸温度根据铸件重量控制在(1350-铸件吨数/5)摄氏度，流经冷却体之后，铁液进入铸型型腔时的温度为(1300-铸件吨数/5)摄氏度。
2.根据权利要求1所述的大型球墨铸铁件凝固组织控制方法，其特征在于为冷却体表面的半圆形凹面曲率半径为200-500mm，冷却体长度为1000mm，倾斜角度为30°。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010105465045A CN102000784B (zh) | 2010-11-17 | 2010-11-17 | 一种大型球墨铸铁件凝固组织的控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010105465045A CN102000784B (zh) | 2010-11-17 | 2010-11-17 | 一种大型球墨铸铁件凝固组织的控制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102000784A CN102000784A (zh) | 2011-04-06 |
| CN102000784B true CN102000784B (zh) | 2012-10-31 |
Family
ID=43808631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010105465045A Expired - Fee Related CN102000784B (zh) | 2010-11-17 | 2010-11-17 | 一种大型球墨铸铁件凝固组织的控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102000784B (zh) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101660063A (zh) * | 2009-09-25 | 2010-03-03 | 河北科技大学 | 制备半固态合金熔体的装置及生产AlSi9Mg半固态合金的工艺 |
| CN101817064A (zh) * | 2009-04-24 | 2010-09-01 | 兰州理工大学 | 用于制备金属半固态浆料的装置及浆料的制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3491468B2 (ja) * | 1996-10-25 | 2004-01-26 | 宇部興産株式会社 | 半溶融金属の成形方法 |
| JP4195767B2 (ja) * | 2000-03-08 | 2008-12-10 | 徹一 茂木 | 鋳造方法、鋳造設備、金属素材の製造方法および金属素材の製造装置 |
-
2010
- 2010-11-17 CN CN2010105465045A patent/CN102000784B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101817064A (zh) * | 2009-04-24 | 2010-09-01 | 兰州理工大学 | 用于制备金属半固态浆料的装置及浆料的制备方法 |
| CN101660063A (zh) * | 2009-09-25 | 2010-03-03 | 河北科技大学 | 制备半固态合金熔体的装置及生产AlSi9Mg半固态合金的工艺 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JP特开平10-128516A 1998.05.19 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102000784A (zh) | 2011-04-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110144472B (zh) | 一种锰铜减振合金的真空感应熔炼方法 | |
| CN103882282B (zh) | 百吨级铁素体球墨铸铁件铁液及其制备方法 | |
| CN103882185B (zh) | 高压底吹精炼铸造装置以及用其冶炼高氮钢的方法 | |
| CN107177711A (zh) | 一种薄壁铁素体球墨铸铁件的熔炼工艺 | |
| CN101745629A (zh) | 环缝式电磁搅拌制备半固态合金流变浆料或坯料的方法 | |
| CN101333618B (zh) | 厚壁球墨铸铁的长效综合处理工艺 | |
| CN101603142A (zh) | 一种高强度高韧性球墨铸铁铸件及其制备方法 | |
| CN102343424B (zh) | 一种水平连续铸造高导高强铜合金圆棒的装置及方法 | |
| CN107447163A (zh) | 工业铸造现场超声波处理铁水的装置和方法 | |
| CN105772663A (zh) | 一种耦合搅拌技术制备均质铸锭的装置及方法 | |
| CN103882279A (zh) | 一种高强度灰铸铁件的熔炼方法 | |
| CN103484754B (zh) | 行星架用球墨铸铁的生产方法 | |
| CN109750131B (zh) | 超声波辅助改善球墨铸铁孕育效果的方法 | |
| CN206356542U (zh) | 一种制备半固态合金浆料的装置 | |
| CN102358922B (zh) | 一种轻合金半固态浆料制备装置 | |
| CN101745620B (zh) | 一种低成本快速制备过共晶铝硅合金棒坯的方法 | |
| CN107671249A (zh) | 一种超声波在球化包中实施铁水净化的方法 | |
| CN111074145A (zh) | 一种低温韧性超厚大端面铁素体球墨铸铁件及其制备方法 | |
| CN102266914A (zh) | 一种半固态合金浆料的制备方法 | |
| CN117245064A (zh) | 一种整体铸造轧辊结晶组织控制工艺和设备 | |
| CN110396637B (zh) | 低成本、短流程、高效率生产sphc的工艺 | |
| CN102000784B (zh) | 一种大型球墨铸铁件凝固组织的控制方法 | |
| CN115255294B (zh) | 一种潮模砂造型生产高强高韧球墨铸铁的处理工艺 | |
| CN106890962A (zh) | 一种复合制备半固态浆料的方法及装置 | |
| CN111001777A (zh) | 一种含铁铝合金的复合场处理及高压挤压成形方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20121031 Termination date: 20151117 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |