CN102212738A - 一种解决离心铸造缸套渣缩孔的生产工艺 - Google Patents

Abstract

一种解决离心铸造缸套渣缩孔的生产工艺，通过控制碳硅当量和采取适当的孕育剂以获得良好的金相基体组织和机械性能，采取加入废钢的方式控制原铁水硅含量，铁水碳的损失可以采用增碳剂的方式进行增补，其它元素的含量通过铁合金的方式加以调节。工艺上主要通过造渣方式、造渣温度、静置时间、除渣气方法等对含杂质和氧化较重的铁水进行净化处理。本发明能有效利用废料，降低废品率，达到控制产品质量，节约成本的目的。

Description

一种解决离心铸造缸套渣缩孔的生产工艺

技术领域

本发明涉及铸造生产工艺，具体来说是一种解决离心铸造缸套渣缩孔的生产工艺方法。

背景技术

本发明是由于离心铸造生产的绝大多数缸套其内孔和外圆都必须经过机械加工，以达到缸套成品尺寸、外观技术要求，由此产生不下于50%的切屑。经过机械加工后的切屑，其特点是含水、含油、杂质（涂料、内孔切屑的氧、硫化物）比较多，在不能及时回收使用的情况下还迅速被氧化。产生的切屑在回收使用时，在原工艺条件下，缸套内孔经常出现渣缩孔缺陷，缸套小端局部白口等，铸造废品率比例有时达到20%以上。

发明内容

本发明的目的是提供一种解决离心铸造缸套渣缩孔的生产工艺，以在缸套金相、机械性能完全满足技术要求的前提下，降低渣缩孔缺陷废品率以及降低综合废品率。

本发明的目的是这样实现的：一种解决离心铸造缸套渣缩孔的生产工艺，包括以下步骤：

a）、将缸套毛坯机械加工后的返回料重量0.2%～0.6%的焦渣粉混合入返回料中，与其它原材料加入电炉中熔化，当炉内温度≥1400℃时加入整个炉料重量3%～5%的石灰，石灰中CaO的重量含量≥75%，石灰覆盖完铁液表面，待石灰呈熔融泡状后，保持3～10分钟，再加入整个炉料重量0.2%～0.4%的焦渣造一次还原渣，搅拌造渣剂，然后高温下静置8～10分钟，拔除2/3左右的浮渣，再加入炉料重量2%～4%的石灰，待石灰呈熔融泡状后，保持3～8分钟，再加入整个炉料重量0.2%～0.4%的焦渣造二次还原渣，搅拌造渣剂，然后保持8～10分钟，调整好化学成分，符合出炉铁水浇注温度，即可拔渣出水；

b）、孕育以接近浇注时进行的孕育即瞬时孕育为重点控制，若采用小包孕育，除浇注温度应满足1310℃～1450℃外，孕育量为缸套重量的0.1%～0.15%，总孕育量为铁水重量的0.8%～1.1%；出铁槽或出水包底孕育剂为：硅钡﹕75硅铁=2﹕1，粒度为5mm～20mm；若100Kg行包出水时，孕育剂为：硅钡﹕75硅铁=1﹕1，粒度为3mm～5mm，孕育量为0.3%～0.6%，每只缸套孕育为75硅铁，粒度为1mm～2mm；严格控制孕育前的铁水硅含量，以此控制产品的终硅含量；

c）、出水前，除在包底加入孕育剂外，还要加0.2%～0.5%的清渣除气剂，其配方为：碳酸钠﹕氟化钠=2﹕1；出完铁水后，在铁水表面加铁水重量0.3%左右的聚渣剂珍珠岩；将表面浮渣拔净后，再加珍珠岩覆盖铁水表面，保温和防止铁水氧化；

d）、离心浇注时由水管对模具外表面进行激冷，水管上出水孔眼的排布满足缸套均匀由外向内的顺序凝固，水管长度和位置保证缸套两端不大于15mm范围内必须被冷却。为防止外硬、双向凝固和获得理想的组织和石墨，冷却参数按照延时时间：放水时间：放水完缸套在模内空转时间=15：25：60的原则设计；

e）、离心机转速的设定依据康斯坦丁公式：

n=β×54570/                                                

式中：n：离心机转速，r/min；ρ：金属液密度，kg/m3；ɡ：重力加速度，m/s2；r0：筒形铸件内半径，m；β：转速修正系数，与合金有关，取为1.4～1.7；

f）、对铁水硫含量较高的处理：A、按a）条所述多次造渣；B、按c）条所述清渣除气剂增量不超过铁水重量的1%；

g）、对微量元素As、Pb的处理：当原铁水As含量0.03%≤As%≤0.15%或Pb含量0.005%≤Pb%≤0.015%时，在炉内或出水时的一次孕育剂中加入铁液重量的0.1%~0.15%的3%~5%RE硅钡孕育剂消除As、Pb给缸套带来的危害作用。当As≤0.15%、Pb≤0.015%时没有出现废品率偏高或金相、机械性能出现异常的情况。

与现有技术相比，本发明的有利效果是：

1、返回料中混合入0.2%-0.6%的焦渣粉随料入炉熔化。

2、造渣工艺：炉料重量的3%～5%的石灰（CaO%≥75%）在铁液表面呈熔融泡状保持3～10分钟后加入炉料重量0.2%～0.4%的焦渣搅拌后保持8～10分钟后拔渣，重复该工艺2～3次。

3、出水前，在包底加入铁液重量的0.2%～0.5%的清渣除气剂，其配方为碳酸钠：氟化钠=2：1对铁液进行再次净化。

4、孕育总量较常规情况下高，达到铁液重量的0.8%～1.1%。

5、当原铁水As含量0.03%≤As%≤0.15%或Pb含量0.005%≤Pb%≤0.015%时，在炉内或出水时的一次孕育剂中加入铁液重量的0.1%~0.15%的3%~5%RE硅钡孕育剂，可以有效解决缸套的金相和缸套白口化、裂纹等问题。

具体实施方式

本发明总体思路：由于切屑的化学成分已经是达到产品技术要求范围内了，为了控制碳硅当量和采取适当的孕育剂以获得良好的金相基体组织和机械性能，必要时采取加入废钢的方式控制原铁水硅含量，铁水碳的损失可以采用增碳剂的方式进行增补，其它元素的调节通过铁合金的方式加以调节。关键是通过造渣方式、造渣温度、静置时间、除渣气方法等对含杂质和氧化较重的铁水净化。形象的说，就是如何将返回料如何还原为符合要求的生铁，从而有效利用废料，达到控制产品质量，节约成本的目的。

a）、将缸套毛坯机械加工后的返回料重量0.2%～0.6%的焦渣粉混合入返回料中，与其它原材料加入电炉中熔化，当炉内温度≥1400℃时加入整个炉料重量3%～5%的石灰，石灰中CaO的重量含量≥75%，石灰覆盖完铁液表面，待石灰呈熔融泡状后，保持3～10分钟，再加入整个炉料重量0.2%～0.4%的焦渣造一次还原渣，搅拌造渣剂，然后高温下静置8～10分钟，拔除2/3左右的浮渣，再加入炉料重量2%～4%的石灰，待石灰呈熔融泡状后，保持3～8分钟，再加入整个炉料重量0.2%～0.4%的焦渣造二次还原渣，搅拌造渣剂，然后保持8～10分钟，调整好化学成分，符合出炉铁水浇注温度，即可拔渣出水；

b）、孕育以接近浇注时进行的孕育即瞬时孕育为重点控制，若采用小包孕育，除浇注温度应满足1310℃～1450℃外，孕育量为缸套重量的0.1%～0.15%，总孕育量为铁水重量的0.8%～1.1%；出铁槽或出水包底孕育剂为：硅钡﹕75硅铁=2﹕1，粒度为5mm～20mm；若100Kg行包出水时，孕育剂为：硅钡﹕75硅铁=1﹕1，粒度为3mm～5mm，孕育量为0.3%～0.6%，每只缸套孕育为75硅铁，粒度为1mm～2mm；严格控制孕育前的铁水硅含量，以此控制产品的终硅含量；

c）、出水前，除在包底加入孕育剂外，还要加0.2%～0.5%的清渣除气剂，其配方为：碳酸钠﹕氟化钠=2﹕1；出完铁水后，在铁水表面加铁水重量0.3%左右（如，0.3%和0.3±0.05%）的聚渣剂珍珠岩；将表面浮渣拔净后，再加珍珠岩覆盖铁水表面，保温和防止铁水氧化；

d）、离心浇注时由水管对模具外表面进行激冷，水管上出水孔眼的排布满足缸套均匀由外向内的顺序凝固，水管长度和位置保证缸套两端不大于15mm范围内必须被冷却。为防止外硬、双向凝固和获得理想的组织和石墨，冷却参数按照延时时间：放水时间：放水完缸套在模内空转时间=15：25：60的原则设计；

e）、离心机转速的设定依据康斯坦丁公式：

n=β×54570/

式中：

n：离心机转速，r/min；

ρ：金属液密度，kg/m3；

ɡ：重力加速度，m/s2；

r0：筒形铸件内半径，m；

β：转速修正系数，与合金有关，取为1.4～1.7；

f）、对铁水硫含量较高的处理：A、按a）条所述多次造渣；B、按c）条所述清渣除气剂增量不超过铁水重量的1%；

g）、对微量元素As、Pb的处理：当原铁水As含量0.03%≤As%≤0.15%或Pb含量0.005%≤Pb%≤0.015%时，在炉内或出水时的一次孕育剂中加入铁液重量的0.1%~0.15%的3%~5%RE硅钡孕育剂（3%—5% RE硅钡孕育剂中，稀土RE的含量为3%—5%）消除As、Pb给缸套带来的危害作用。当As≤0.15%、Pb≤0.015%时没有出现废品率偏高或金相、机械性能出现异常的情况。

通过上述措施的实施，在缸套金相、机械性能完全满足技术要求的前提下，可以将渣缩孔缺陷废品率稳定控制在2%以下，综合废品率稳定控制在5%以下。

文中加入孕育剂的比例均以铁水重量计。文中百分比均为重量百分比。

Claims (2)

1.一种解决离心铸造缸套渣缩孔的生产工艺，其特征是，包括以下步骤：

a）、将缸套毛坯机械加工后的返回料重量0.2%～0.6%的焦渣粉混合入返回料中，与其它原材料加入电炉中熔化，当炉内温度≥1400℃时加入整个炉料重量3%～5%的石灰，石灰中CaO的重量含量≥75%，石灰覆盖完铁液表面，待石灰呈熔融泡状后，保持3～10分钟，再加入整个炉料重量0.2%～0.4%的焦渣造一次还原渣，搅拌造渣剂，然后高温下静置8～10分钟，拔除2/3左右的浮渣，再加入炉料重量2%～4%的石灰，待石灰呈熔融泡状后，保持3～8分钟，再加入整个炉料重量0.2%～0.4%的焦渣造二次还原渣，搅拌造渣剂，然后保持8～10分钟，调整好化学成分，符合出炉铁水浇注温度，即可拔渣出水；

b）、孕育以接近浇注时进行的孕育即瞬时孕育为重点控制，若采用小包孕育，除浇注温度应满足1310℃～1450℃外，孕育量为缸套重量的0.1%～0.15%，总孕育量为铁水重量的0.8%～1.1%；出铁槽或出水包底孕育剂为：硅钡﹕75硅铁=2﹕1，粒度为5mm～20mm；若100Kg行包出水时，孕育剂为：硅钡﹕75硅铁=1﹕1，粒度为3mm～5mm，孕育量为0.3%～0.6%，每只缸套孕育为75硅铁，粒度为1mm～2mm；严格控制孕育前的铁水硅含量，以此控制产品的终硅含量；

c）、出水前，除在包底加入孕育剂外，还要加0.2%～0.5%的清渣除气剂，其配方为：碳酸钠﹕氟化钠=2﹕1；出完铁水后，在铁水表面加铁水重量0.3%左右的聚渣剂珍珠岩；将表面浮渣拔净后，再加珍珠岩覆盖铁水表面，保温和防止铁水氧化；

d）、离心浇注时用水管对模具外表面进行激冷，水管上出水孔眼的排布满足缸套均匀由外向内的顺序凝固，水管长度和位置保证缸套两端不大于15mm范围内必须被冷却；为防止外硬、双向凝固和获得理想的组织和石墨，冷却参数按照延时时间﹕放水时间﹕放水完缸套在模内空转时间=15﹕25﹕60的原则设计。

2.根据权利要求1所述的解决离心铸造缸套渣缩孔的生产工艺，其特征是，还具有以下步骤：

e）、对铁水硫含量较高的处理：按a)多次造渣和/或c)中所述清渣除气剂增量不超过铁水重量的1%；

f）、对微量元素As、Pb的处理：当原铁水As含量0.03%≤As%≤0.15%或Pb含量0.005%≤Pb%≤0.015%时，在炉内或出水时的一次孕育剂中加入铁液重量的0.1%～0.15%的3%～5%RE硅钡孕育剂消除As、Pb给缸套带来的危害作用。