CN102078924A - 一种下垫梁铸钢件的铸造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种下垫梁铸钢件的铸造方法，包括造型工艺、冶炼工艺和热处理工艺，所述造型工艺采用组芯造型；所述组芯包括二相对设置的第一侧芯和二相对设置的第二侧芯；二所述第一侧芯的中部之间设置有内腔泥芯；二所述第一侧芯和二所述第二侧芯的上部设置有盖箱泥芯，下部设置有排筋板状的底芯；所述第一侧芯、第二侧芯、底芯和盖箱泥芯构成容纳所述下垫梁铸钢件的铸造空腔。本发明弥补了下垫梁制造的空白，能够保证下垫梁满足下垫梁的技术要求，并且生产成本低，效率高。

Description

一种下垫梁铸钢件的铸造方法

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，特别是涉及一种航空模锻设备的铸造方法。

背景技术

下垫梁铸钢件是2万吨航空模锻设备的关键件，重量42吨，外形尺寸3500X1700X1700，最小厚2000毫米；最大壁厚450毫米。

产品的技术质量要求如下：

1)化学成分(JB/T6402-1992ZG35CrMo)

牌号

C

Si

Mn

P.S

Cr

Mo

ZG35CrMo

0.30～0.50

0.3-0.5

0.5～0.8

＜0.035

0.8～1.2

0.2～0.3

2)机械性能

抗拉强度	屈服强度	延伸率	断面收缩率	冲击功
					N/mm2	N/mm2	％	％	Aku at 20
≥690	≥400	≥12	-	≥25J

3)无损检测要求

A、磁粉检测加工面JB/T5000.14-2007(2级以上)

B、超声波检测(R角；加工面)B/T5000.14-2007加工面100mm以内2级以上。100mm以下3级以上。

要达到上述技术要求的下垫梁铸钢件，其铸造方法一直是本领域急需解决的难题。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种达到技术质量要求的下垫梁铸钢件的铸造方法。

技术方案：一种下垫梁铸钢件的铸造方法，包括造型工艺、冶炼工艺和热处理工艺，所述造型工艺采用组芯造型；所述组芯包括二相对设置的第一侧芯和二相对设置的第二侧芯；二所述第一侧芯的中部之间设置有内腔泥芯；二所述第一侧芯和二所述第二侧芯的上部设置有盖箱泥芯，下部设置有排筋板状的底芯；所述第一侧芯、第二侧芯、底芯和盖箱泥芯构成容纳所述下垫梁铸钢件的铸造空腔。

较佳的，所述底芯的筋板内槽填充铬铁矿砂；所述内腔泥芯通过以下工艺制得：芯骨由管壁设置有多排孔的钢管缠绕草绳两层，再填充石灰石镁碳砂，在250-350℃的温度下烘干8小时；所述第一侧芯和第二侧芯采用石英砂形成；所述盖箱泥芯由两块石灰石镁碳砂泥芯组成，在250-350℃的温度下烘干8小时。

较佳的，所述内腔泥芯和盖箱泥芯的石灰石镁炭砂按照以下方法制备：

1)将100份石灰砂混碾；

2)加入6份镁砂粉和1.5份石灰粉混碾；

3)加入6份水玻璃混碾；

所述份数以混合物的重量计。

较佳的，上述步骤1)中，混碾的时间为2分钟；步骤2)中，混碾的时间为2分钟；步骤3)中，混碾的时间为7分钟。

较佳的，所述第一侧芯和第二侧芯的石英砂由以下方法制备：1)将100份石英砂混碾；2)加入6份水玻璃混碾；所述份数以混合物的重量计。

较佳的，上述步骤1)中，混碾的时间为2分钟；步骤2)中，混碾的时间为7分钟。

较佳的，所述热处理工艺依次包括退火工艺、正火工艺和回火工艺。

较佳的，所述退火工艺按照以下步骤进行：

1)经过12小时，将铸件匀速加热到650±15℃，并保温3小时；

2)经过9小时，将铸件匀速加热到910±15℃，并保温18小时；

3)随炉冷却至350℃以下出炉。

较佳的，所述正火和回火工艺按照以下步骤进行：

1)经过12小时，将铸件匀速加热到650±15℃，并保温3小时；

2)经过9小时，将铸件匀速加热到930±15℃，并保温18小时；

3)经过16小时，匀速风冷至350以下℃；

4)经过10小时，将铸件匀速加热到650±15℃，并保温18小时；

5)随炉冷却至250℃以下出炉。

较佳的，所述冶炼工艺包括以下步骤：

1)补炉；

2)进料：炉底铺料量1.5％-2.5％的石灰，配料满足C＝0.55-1.05％ P≤0.080％；

3)通电熔化；

4)吹氧助熔：炉料熔化60-80％吹氧助熔，熔化后期加料渣和矿石；

5)全熔分析测温：全部熔化后充分搅拌钢水，取样分析C、Cr、Mo、P、S，测量钢水温度；

6)吹氧氧化：钢水温度达1560℃以上时加矿石、吹氧交替氧化，脱碳量≥0.20％；

7)取样分析测温：取样分析C在0.15％左右，P≤0.015％，测温温度在1640-1660℃：

8)静沸腾：钢水达到均匀沸腾；

9)扒渣：加石灰造碱性泡沫渣，沸腾时自动流渣；

10)预脱氧：扒除大部分渣，加锰铁和稀薄渣料，再所需铬铁；

11)造渣还原：加入新渣料，石灰∶萤石＝2-3∶1，以重量计，用量为料量2-4％，造白渣；

12)取样分析：铬铁化清、炉渣变白后，取样分析化学成分；

13)调整成分：根据成分分析结果，调整成分，温度合适后，加适量硅铁；

14)测温、满足出钢1610-1630℃；

15)终脱氧：插铝0.8kg/吨脱氧；

16)出钢：大口出钢，钢渣同流；

17)浇注：钢水在钢包内镇静5分钟以上开浇，开浇温度1550-1570℃，浇注过程中取成品样化学分析。

有益效果：本发明弥补了下垫梁制造的空白，能够保证下垫梁满足下垫梁的技术要求，并且生产成本低，效率高。

附图说明

图1为本发明的实施例1中组芯的结构示意图；

图2为铸造工艺中下垫梁铸钢件及浇铸系统的结构示意图；

图3是图4的前视图；

图4是图2的后视图；

图5是图2的左视图。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例，对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

实施例1：如图1至图5所示，一种下垫梁铸钢件的铸造方法，包括造型工艺、冶炼工艺和热处理工艺，造型工艺采用组芯造型。组芯包括二相对设置的第一侧芯4和二相对设置的第二侧芯(图中未示出)；二第一侧芯4的中部之间设置有内腔泥芯2；二第一侧芯4和二第二侧芯的上部设置有盖箱泥芯1，下部设置有排筋板状的底芯3；第一侧芯4、第二侧芯、底芯3和盖箱泥芯1构成容纳下垫梁铸钢件6的空腔5。

底芯3的筋板内槽填充铬铁矿砂。

内腔泥芯2整体长约4000米，通过以下工艺制得：芯骨由管壁设置有多排孔的钢管缠绕草绳两层，再填充石灰石镁碳砂，在250-350℃的温度下烘干8小时，以去除泥芯中的水分，减少泥芯在铸造时的发气量。钢管的直径为300mm，多排孔的孔径为25mm。

第一侧芯4和第二侧芯采用石英砂形成。

盖箱泥芯由两块石灰石镁碳砂泥芯组成，在250-350℃的温度下烘干8小时，以去除泥芯中的水分，减少泥芯在铸造时的发气量。

本实施例中，所述石灰石镁炭砂按照以下方法制备：1)将100份石灰砂混碾2分钟；2)加入6份镁砂粉和1.5份石灰粉混碾2分钟；3)加入6份水玻璃混碾7分钟；所述份数以混合物的重量计。

本实施例中，所述石英砂由以下方法制备：1)将100份石英砂混碾2分钟；2)加入6份水玻璃混碾7分钟。

本实施例中，所述冶炼工艺包括以下步骤：

1)补炉；采用用卤水镁砂，并扒除残钢、残渣，要求快补、薄补、热补；

2)进料：炉底铺料量1.5％-2.5％的石灰，配料满足C＝0.55-1.05％ P≤0.080％；

3)通电熔化；容量3000KVA、电压220V  电流小于等于11000A。

4)吹氧助熔：炉料熔化60-80％吹氧助熔，熔化后期加料渣和矿石；

5)全熔分析测温：全部熔化后充分搅拌钢水，取样分析C、Cr、Mo、P、S，测量钢水温度；

6)吹氧氧化：钢水温度达1560℃以上时加矿石、吹氧交替氧化，脱碳量≥0.20％；

7)取样分析测温：取样分析C在0.15％左右，P≤0.015％，测温温度在1640-1660℃；

8)静沸腾：钢水达到均匀沸腾；

9)扒渣：加石灰造碱性泡沫渣，沸腾时自动流渣；

10)预脱氧：扒除大部分渣，加锰铁和稀薄渣料，再所需铬铁；

11)造渣还原：加入新渣料，石灰∶萤石＝2-3∶1，以重量计，用量为料量2-4％，造白渣；

12)取样分析：铬铁化清、炉渣变自后，取样分析化学成分；

13)调整成分：根据成分分析结果，调整成分，温度合适后，加适量硅铁；

14)测温、满足出钢1610-1630℃；

15)终脱氧：插铝0.8kg/吨脱氧；

16)出钢：大口出钢，钢渣同流；

17)浇注：钢水在钢包内镇静5分钟以上开浇，开浇温度1550-1570℃，浇注过程中取成品样化学分析。

本实施例中，所述热处理工艺依次包括退火工艺、正火工艺和回火工艺。

其中，退火工艺按照以下步骤进行：

1)经过12小时，将铸件匀速加热到650±15℃，并保温3小时；

2)经过9小时，将铸件匀速加热到910±15℃，并保温18小时；

3)随炉冷却至350℃以下出炉。

本实施例中，所述正火和回火工艺按照以下步骤进行：

1)经过12小时，将铸件匀速加热到650±15℃，并保温3小时；

2)经过9小时，将铸件匀速加热到930±15℃，并保温18小时；

3)经过16小时，匀速风冷至350以下℃；

4)经过10小时，将铸件匀速加热到650±15℃，并保温18小时；

5)随炉冷却至250℃以下出炉。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (10)

1.一种下垫梁铸钢件的铸造方法，包括造型工艺、冶炼工艺和热处理工艺，其特征是：所述造型工艺采用组芯造型；所述组芯包括二相对设置的第一侧芯(4)和二相对设置的第二侧芯；二所述第一侧芯(4)的中部之间设置有内腔泥芯(2)；二所述第一侧芯(4)和二所述第二侧芯的上部设置有盖箱泥芯(1)，下部设置有排筋板状的底芯(3)；所述第一侧芯(4)、第二侧芯、底芯(3)和盖箱泥芯(1)构成容纳所述下垫梁铸钢件的铸造空腔(5)。

2.如权利要求1所述的下垫梁铸钢件的铸造方法，其特征是：所述底芯(3)的筋板内槽填充铬铁矿砂；所述内腔泥芯(2)通过以下工艺制得：芯骨由管壁设置有多排孔的钢管缠绕草绳两层，再填充石灰石镁碳砂，在250-350℃的温度下烘干8小时；所述第一侧芯(4)和第二侧芯采用石英砂形成；所述盖箱泥芯由两块石灰石镁碳砂泥芯组成，在250-350℃的温度下烘干8小时。

3.如权利要求2所述的下垫梁铸钢件的铸造方法，其特征是：所述内腔泥芯和盖箱泥芯的石灰石镁炭砂按照以下方法制备：1)将100份石灰砂混碾；2)加入6份镁砂粉和1.5份石灰粉混碾；3)加入6份水玻璃混碾；所述份数以混合物的重量计。

4.如权利要求3所述的下垫梁铸钢件的铸造方法，其特征是：步骤1)中，混碾的时间为2分钟；步骤2)中，混碾的时间为2分钟；步骤3)中，混碾的时间为7分钟。

5.如权利要求2所述的下垫梁铸钢件的铸造方法，其特征是：所述第一侧芯和第二侧芯的石英砂由以下方法制备：1)将100份石英砂混碾；2)加入6份水玻璃混碾；所述份数以混合物的重量计。

6.如权利要求5所述的下垫梁铸钢件的铸造方法，其特征是：步骤1)中，混碾的时间为2分钟；步骤2)中，混碾的时间为7分钟。

7.如权利要求1至6任一所述的下垫梁铸钢件的铸造方法，其特征是：所述热处理工艺依次包括退火工艺、正火工艺和回火工艺。

8.如权利要求7所述的下垫梁铸钢件的铸造方法，其特征是：所述退火工艺按照以下步骤进行：

1)经过12小时，将铸件匀速加热到650±15℃，并保温3小时；

2)经过9小时，将铸件匀速加热到910±15℃，并保温18小时；

3)随炉冷却至350℃以下出炉。

9.如权利要求7所述的下垫梁铸钢件的铸造方法，其特征是：所述正火和回火工艺按照以下步骤进行：

1)经过12小时，将铸件匀速加热到650±15℃，并保温3小时；

2)经过9小时，将铸件匀速加热到930±15℃，并保温18小时；

3)经过16小时，匀速风冷至350以下℃；

4)经过10小时，将铸件匀速加热到650±15℃，并保温18小时；

5)随炉冷却至250℃以下出炉。

10.如权利要求1至6任一所述的下垫梁铸钢件的铸造方法，其特征是：所述冶炼工艺包括以下步骤：

1)补炉；

2)进料：炉底铺料量1.5％-2.5％的石灰，配料满足C＝0.55-1.05％ P≤0.080％；

3)通电熔化；

4)吹氧助熔：炉料熔化60-80％吹氧助熔，熔化后期加料渣和矿石；

5)全熔分析测温：全部熔化后充分搅拌钢水，取样分析C、Cr、Mo、P、S，测量钢水温度；

6)吹氧氧化：钢水温度达1560℃以上时加矿石、吹氧交替氧化，脱碳量≥0.20％；

7)取样分析测温：取样分析C在0.15％左右，P≤0.015％，测温温度在1640-1660℃；

8)静沸腾：钢水达到均匀沸腾；

9)扒渣：加石灰造碱性泡沫渣，沸腾时自动流渣；

10)预脱氧：扒除大部分渣，加锰铁和稀薄渣料，再所需铬铁；

11)造渣还原：加入新渣料，石灰∶萤石＝2-3∶1，以重量计，用量为料量2-4％，造白渣；

12)取样分析：铬铁化清、炉渣变白后，取样分析化学成分；

13)调整成分：根据成分分析结果，调整成分，温度合适后，加适量硅铁；

14)测温、满足出钢1610-1630℃；

15)终脱氧：插铝0.8kg/吨脱氧；

16)出钢：大口出钢，钢渣同流；

17)浇注：钢水在钢包内镇静5分钟以上开浇，开浇温度1550-1570℃，浇注过程中取成品样化学分析。

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