CN103084542A - 一种用消失模铸造耐热钢或耐磨合金钢工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用消失模铸造耐热钢或耐磨合金钢工艺，首先进行原料采购、配料、炼钢、然后进行模型制造、涂料配制、刷涂料、烘干、再进行浇注、试验、热处理、抛光、打包入库。本发明进一步提供了原料的配料，分别是铜0.3-0.8%、钼0.1-0.3%，所述钼在熔炼时随废钢一起加入，所述铜是在出铁时随铁水一起加入铁水包，所述铬0.2-0.5%，还提供了本涂料的配制，所述涂料由耐火材料、粘接剂、悬浮剂、磷酸二氢钠和水组成，所述耐火材料为铝巩土、刚玉粉、石墨粉或者莫来石粉组成，耐火材料50~80%、粘接剂0.5~4%、悬浮剂1~3%、磷酸二氢钠0.5~3%，其余组分为水。使用该方法具有成本低、加工周期短和质量好的效果，本发明工艺工序合理而且原料和涂料的配制效果好，适用于批量化、规模化的生产。

Description

一种用消失模铸造耐热钢或耐磨合金钢工艺

技术领域

本发明涉及消失模铸造工艺，属铸造工艺领域，尤其涉及一种用消失模铸造耐热钢或耐磨合金钢工艺。

背景技术

传统的铸造模型均为木型，但是因其制作成本高、浪费自然资源和加工周期长等原因，人们对其进行改进。目前已有用石蜡或发泡聚乙烯（通常叫苯板）制作模型直接埋在干石英砂中振动造型，形成苯板实体砂型铸型，当向这种实体铸型内浇注铁水时，聚苯乙烯燃烧气化，铁水充满聚苯乙烯所占据的空间，凝固冷却后形成与模型相同的铸件。人们通常称之为消失模铸造又称为干砂实型负压铸造，国外称之为EPC，是目前国际上最先进的铸造工艺之一。

与传统铸造技术相比，消失模铸造技术具有无与伦比的优势，消失模铸造有下列特点：1、铸件质量好，精度高，节省机加工，成本低；2、材质不限，大小皆宜；3、内部缺陷少，铸件组织致密；4、可实现大规模、大批量生产；5、可以大大改善铸造生产线的工作环境与生产条件、降低劳动强度、减少能源消耗。

但它的不足之处是：首先，聚苯乙烯燃烧后产生的游离碳富积在铸件内部或铸件表面上形成积碳，造成加工表面因积碳缺陷而报废；其次，由于苯板型涂料层在铁水浇注过程中易脱落而形成涂料皮，造成铸件夹皮、夹渣、粘砂等难以克服的铸造缺陷；此外，易产生铁包砂、涨箱、变形等缺陷，而且铸件表面质量相对木型铸造较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种成本低、加工周期短且产品质量好的消失模铸造耐热钢或耐磨合金钢工艺。

为实现上述目的，本发明所采用的技术解决方案是：一种用消失模铸造耐热钢或耐磨合金钢工艺，包括原料采购、化验、配料、炼钢、模型制造、涂料配制、刷涂料、烘干、装箱、浇注、割浇口和浇道、试验、热处理、补焊和打磨、抛光、打包入库，

具体步骤如下：

1、原料采购，一般用回收的废钢、铬、镍、锰、氮化铬、稀土等；

2、化验， 取样化验，当成分不符合标准要求时，进行补料或稀释，然后取样检测，确认原材料成分满足产品要求 ；

3、配料，除了原材料中含有的废钢、铬、镍、锰、氮化铬、稀土等常规材料外，新添加铜、钼二种元素，加入量的百分比，分别是铜0.3-0.8%、钼0.1-0.3%，所述钼在熔炼时随废钢一起加入，所述铜是在出铁时随铁水一起加入铁水包，所述铬0.2-0.7%；

4、炼钢，先将10%的废钢投入中频电炉中熔化成钢水，待中频电炉内的温度升至1100~1200℃时，再投入0.15%钼、30%的废钢、40%的生铁和20%的回炉料，然后排渣，排渣后加入铬0.7%，此时，从中频电炉内的铁水中取样分析，补加材料，待中频电炉内的温度升至1450℃时出铁，这时，将0.5%的铜随铁水一起加入铁水包，在浇注前，先用氩氧炉降碳技术，将熔炼钢水含碳量将至0.015%以下，再进行浇注；

5、模型制造，首先将整块泡沫切割、打磨和粘结，后将与铸件尺寸形状相似的泡沫模型组合成模型簇；

6、涂料配制，所述涂料由耐火材料、粘接剂、悬浮剂、磷酸二氢钠和水组成；

7、刷涂料，将涂料的密度调整到65~70波美度，搅拌均匀后将其泡涂在泡沫模型上，涂覆层为3~5层，具体视零件大小而定；

8、烘干，将涂好的泡沫模型整齐的摆放在架子上烘干，烘干温度为50-65℃；

9、装箱，将泡沫模箱装箱后，先用自硬呋喃树脂砂对烘干后的泡沫模型进行预填砂，再埋入石英砂中震动造型；

10、浇注，用塑料膜覆盖，放上浇口杯，抽真空，在负压下向所述泡沫模型浇注铁水，所述泡沫模型气化，钢水占据所述泡沫模型位置，凝固冷却后形成铸件；

11、割浇口和浇道，使用切割设备把所述浇注时留下来的浇口、浇道全部切割掉；

12、试验，对所述铸件进行性能试验，合格就不再进行二次热处理，不合格需进行粗加工后进行二次热处理；

13、热处理，所述铸件冷却后入热处理炉，进行固溶时效处理，固溶温度960±10℃，固溶时间3~4小时；淬火水温60℃，淬火时间2~2.5小时，时效温度160±5℃，回火温度 300℃，时效时间3~3.5小时，保温5~6小时出炉空气冷却；

14、补焊、打磨，所述铸件在经过热处理之后，对其毛刺、飞边或者缺陷部位进行补焊、打磨；

15、抛光，使用抛光机将所述铸件进行抛光处理；

16、打包入库，最终各道工序合格后，打包入库。

进一步的步骤6说明，所述涂料的重量百分比配比为：耐火材料50~80%、粘接剂0.5~4%、悬浮剂1~3%、磷酸二氢钠0.5~3%，其余组分为水；

所述耐火材料为：铝巩土、刚玉粉、石墨粉或者莫来石粉组成；

所述粘接剂为：质量比8.5：1的水玻璃与硫酸铝的组合物；

所述悬浮剂为：膨润土粉与羟甲基纤维素钠水溶液的质量比为2：3。

进一步的步骤4说明，所述氩氧炉降碳技术即为在炼钢时，它是在标准大气压力下向钢水吹氧的同时，吹入惰性气体（氩，氮），通过降低一氧化碳分压，达到假真空的效果，从而使碳含量降到很低的水平，并且抑制钢中铬的氧化。

综上所述本发明具有以下有益效果：首先，采用本涂料的消失模，减少了泡沫模型气化后产生的游离碳富积在铸件内部或铸件表面上形成积碳，避免了加工表面因积碳缺陷而报废；其次，由于工艺工序的改进克服了由于泡沫模型的涂料层在铁水浇注过程中易脱落而形成涂料皮，造成铸件夹皮、夹渣、粘砂等缺陷；此外，易产生铁包砂、涨箱、变形等缺陷也得到了很大的改善，而且使用此工艺铸件内部缺陷少，铸件组织致密，可实现大规模、大批量生产，大大改善铸造生产线的工作环境与生产条件、降低劳动强度、减少能源消耗。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明一种用消失模铸造耐热钢或耐磨合金钢工艺的步骤方法框图。

其中：1-原料采购、2-化验、3-配料、4-炼钢、5-模型制造、6-涂料配制、7-刷涂料、8-烘干、9-装箱、10-浇注、11-割浇口和浇道、12-试验、13-热处理、14-补焊和打磨、15-抛光、16-打包入库。

具体实施方式

图１表示了一种用消失模铸造耐热钢或耐磨合金钢工艺，步骤如下：

1、原料采购，一般用回收的废钢、铬、镍、锰、氮化铬、稀土等；

2、化验， 取样化验，当成分不符合标准要求时，进行补料或稀释，然后取样检测，确认原材料成分满足产品要求 ；

3、配料，除了原材料中含有的废钢、铬、镍、锰、氮化铬、稀土等常规材料外，新添加铜、钼二种元素，加入量的百分比，分别是铜0.3-0.8%、钼0.1-0.3%，所述钼在熔炼时随废钢一起加入，所述铜是在出铁时随铁水一起加入铁水包，所述铬0.2-0.7%；

4、炼钢，先将10%的废钢投入中频电炉中熔化成钢水，待中频电炉内的温度升至1100~1200℃时，再投入0.15%钼、30%的废钢、40%的生铁和20%的回炉料，然后排渣，排渣后加入铬0.7%，此时，从中频电炉内的铁水中取样分析，补加材料，待中频电炉内的温度升至1450℃时出铁，这时，将0.5%的铜随铁水一起加入铁水包，在浇注前，先用氩氧炉降碳技术，将熔炼钢水含碳量将至0.015%以下，再进行浇注；

5、模型制造，首先将整块泡沫切割、打磨和粘结，后将与铸件尺寸形状相似的泡沫模型组合成模型簇；

6、涂料配制，所述涂料由耐火材料、粘接剂、悬浮剂、磷酸二氢钠和水组成，进一步说明，所述耐火材料以铝巩土、刚玉粉、石墨粉或者莫来石粉组成，所述涂料的重量百分比配比为：耐火材料50~80%、粘接剂0.5~4%、悬浮剂1~3%、磷酸二氢钠0.5~3%，其余组分为水；

7、刷涂料，将涂料的密度调整到65~70波美度，搅拌均匀后将其泡涂在泡沫模型上，涂覆层为3~5层，具体视零件大小而定；

8、烘干，将涂好的泡沫模型整齐的摆放在架子上烘干，烘干温度为50-65℃；

9、装箱，将泡沫模箱装箱后，先用自硬呋喃树脂砂对烘干后的泡沫模型进行预填砂，再埋入石英砂中震动造型；

10、浇注，用塑料膜覆盖，放上浇口杯，抽真空，在负压下向所述泡沫模型浇注铁水，所述泡沫模型气化，钢水占据所述泡沫模型位置，凝固冷却后形成铸件；

11、割浇口和浇道，使用切割设备把所述浇注时留下来的浇口、浇道全部切割掉；

12、试验，对所述铸件进行性能试验，合格就不再进行二次热处理，不合格需进行粗加工后进行二次热处理；

13、热处理，所述铸件冷却后入热处理炉，进行固溶时效处理，固溶温度960±10℃，固溶时间3~4小时；淬火水温60℃，淬火时间2~2.5小时，时效温度160±5℃，回火温度 300℃，时效时间3~3.5小时，保温5~6小时出炉空气冷却；

14、补焊、打磨，所述铸件在经过热处理之后，对其毛刺、飞边或者缺陷部位进行补焊、打磨；

15、抛光，使用抛光机将所述铸件进行抛光处理；

16、打包入库，最终各道工序合格后，打包入库。

进一步的步骤6说明，所述涂料的重量百分比配比为：耐火材料50~80%、粘接剂0.5~4%、悬浮剂1~3%、磷酸二氢钠0.5~3%，其余组分为水；

所述耐火材料为：铝巩土、刚玉粉、石墨粉或者莫来石粉组成；

所述粘接剂为：质量比8.5：1的水玻璃与硫酸铝的组合物；

所述悬浮剂为：膨润土粉与羟甲基纤维素钠水溶液的质量比为2：3；

进一步的步骤4说明，所述氩氧炉降碳技术即为在炼钢时，它是在标准大气压力下向钢水吹氧的同时，吹入惰性气体（氩，氮），通过降低一氧化碳分压，达到假真空的效果，从而使碳含量降到很低的水平，并且抑制钢中铬的氧化。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种用消失模铸造耐热钢或耐磨合金钢工艺，包括原料采购、化验、配料、炼钢、模型制造、涂料配制、刷涂料、烘干、装箱、浇注、割浇口和浇道、试验、热处理、补焊和打磨、抛光、打包入库，

其特征是在于，具体依次包括以下步骤：

(1)原料采购，一般用回收的废钢、铬、镍、锰、氮化铬、稀土等；

(2)化验， 取样化验，当成分不符合标准要求时，进行补料或稀释，然后取样检测，确认原材料成分满足产品要求 ；

(3)配料，除了原材料中含有的废钢、铬、镍、锰、氮化铬、稀土等常规材料外，新添加铜、钼二种元素，加入量的百分比，分别是铜0.3-0.8%、钼0.1-0.3%，所述钼在熔炼时随废钢一起加入，所述铜是在出铁时随铁水一起加入铁水包，所述铬0.2-0.7%；

(4)炼钢，先将10%的废钢投入中频电炉中熔化成钢水，待中频电炉内的温度升至1100~1200℃时，再投入0.15%钼、30%的废钢、40%的生铁和20%的回炉料，然后排渣，排渣后加入铬0.7%，此时，从中频电炉内的铁水中取样分析，补加材料，待中频电炉内的温度升至1450℃时出铁，这时，将0.5%的铜随铁水一起加入铁水包，在浇注前，先用氩氧炉降碳技术，将熔炼钢水含碳量将至0.015%以下，再进行浇注；

(5)模型制造，首先将整块泡沫切割、打磨和粘结，后将与铸件尺寸形状相似的泡沫模型组合成模型簇；

(6)涂料配制，所述涂料由耐火材料、粘接剂、悬浮剂、磷酸二氢钠和水组成；

(7)刷涂料，将涂料的密度调整到65~70波美度，搅拌均匀后将其泡涂在泡沫模型上，涂覆层为3~5层，具体视零件大小而定；

(8)烘干，将涂好的泡沫模型整齐的摆放在架子上烘干，烘干温度为50-65℃；

(9)装箱，将泡沫模箱装箱后，先用自硬呋喃树脂砂对烘干后的泡沫模型进行预填砂，再埋入石英砂中震动造型；

(10)浇注，用塑料膜覆盖，放上浇口杯，抽真空，在负压下向所述泡沫模型浇注铁水，所述泡沫模型气化，钢水占据所述泡沫模型位置，凝固冷却后形成铸件；

(11) 割浇口和浇道，使用切割设备把所述浇注时留下来的浇口、浇道全部切割掉；

(12)试验，对所述铸件进行性能试验，合格就不再进行二次热处理，不合格需进行粗加工后进行二次热处理；

(13)热处理，所述铸件冷却后入热处理炉，进行固溶时效处理，固溶温度960±10℃，固溶时间3~4小时；淬火水温60℃，淬火时间2~2.5小时，时效温度160±5℃，回火温度 300℃，时效时间3~3.5小时，保温5~6小时出炉空气冷却；

(14)补焊、打磨，所述铸件在经过热处理之后，对其毛刺、飞边或者缺陷部位进行补焊、打磨；

(15)抛光，使用抛光机将所述铸件进行抛光处理；

(16)打包入库，最终各道工序合格后，打包入库。

2.根据权利要求1所述一种用消失模铸造耐热钢或耐磨合金钢工艺，其特征是在于：步骤(6)中所述涂料的重量百分比配比为耐火材料50~80%、粘接剂0.5~4%、悬浮剂1~3%、磷酸二氢钠0.5~3%，其余组分为水，所述耐火材料为铝巩土、刚玉粉、石墨粉或者莫来石粉组成，所述粘接剂为质量比8.5：1的水玻璃与硫酸铝的组合物，所述悬浮剂为膨润土粉与羟甲基纤维素钠水溶液的质量比为2：3。

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