CN103350204A - 密封环复合离心铸造的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了密封环复合离心铸造的方法，包括有以下操作步骤：1）按照被铸造密封环制作铸造模具，铸件的外表面、上表面、下表面铸造余量均为8—10mm，内表面铸造余量为18—26mm，在模具型腔内表面涂覆涂料，涂料是按以下重量比原料配制而成：50-55份锆英粉、2-4份土片状石墨粉、0.3-0.6份煤焦油、30-35份硅溶胶；本发明密封环外层具有良好的耐磨性和硬度，且外侧与中部、芯部，材料综合利用率提高了10%以上，同时使用寿命较静态铸造工艺提高了30%以上，金属补缩效果好，铸件外层组织致密。
Description
技术领域
本发明属于铸造技术领域，涉及一种密封环复合离心铸造的方法。
背景技术
离心铸造将液态金属浇入旋转的铸型里，在离心力作用下充型并凝固成铸件的铸造方法。离心铸造的特点是金属液在离心力作用下充型和凝固，金属补缩效果好，铸件外层组织致密，非金属夹杂物少，机械性能好；不用造型、制芯，节省了相关材料及设备投入。铸造空心铸件不需浇冒口，金属利用率可大大提高。因此对某些特定形状的铸件来说，离心铸造是一种节省材料、节省能耗、高效益的工艺。
在现实的铸件密封环制造过程中，存在关键工艺参数难以控制的问题，容易产生密封环的卷气和夹杂等缺陷，生产的铸件质量不稳定，芯部与工作层结合不良以及工作层厚度落差大等问题。
发明内容
本发明针对现有技术制造和使用过程中存在的不足，提供一种密封环复合离心铸造的方法，外层具有良好的耐磨性和硬度，且外侧与中部、芯部，材料综合利用率提高了10%以上，同时使用寿命较静态铸造工艺提高了30%以上，金属补缩效果好，铸件外层组织致密。
本发明的技术方案如下：
密封环复合离心铸造的方法，包括有以下操作步骤：
1）按照被铸造密封环制作铸造模具，铸件的外表面、上表面、下表面铸造余量均为8—10mm，内表面铸造余量为18—26mm，在模具型腔内表面涂覆涂料，涂料是按以下重量比原料配制而成：50-55份锆英粉、2-4份土片状石墨粉、0.3-0.6份煤焦油、30-35份硅溶胶；
2）先进行外层离心浇注，外层钢水熔炼以后，控制钢水中各元素的化学成分重量百分比应满足下述要求：C 0.21～0.30％、Mn 0.12～0.20％、Cr 0.06-0.12％、Si 0.15～0.25％、Mg 0.03-0.05％、P 0.014-0.025％、Ni 0.058～0.12％、钨 0.035～0.045％、V 0.12～0.14％、Sn 0.02-0.06％，余量Fe，钢水出炉温度为1500℃～1600℃，外层浇注温度为1400℃～1480℃，按照2Kg/秒的平均流量进行均速浇注，冷型内壁旋转线速度控制在24～30m/s；再进行中间层和芯部离心浇注，将如下重量份原料投入到中频炉中熔炼：1.2-2.0份的焦炭、2.5-4.0份的脱硫剂、0.4-0.6份的海绵铁、2.6-3.3份的镁锭、54-68份的废钢和12-15份的回炉料，钢水出炉温度为1550℃～1600℃，待外层内壁界面温度降到1320℃～1350℃时浇注中间层，钢水浇注温度为1500℃～1540℃，按照4Kg/秒的平均流量进行均速浇注，冷型旋转速度保持1350-1450r/min，待中间层厚度达到90～110mm后，向铸型内部充芯获得密封环复合离心铸坯；
3）密封环复合离心铸坯进行热处理步骤：将密封环复合离心铸坯加热到650-700℃，保持4-5小时，再在45-55分钟内升温至850-900℃，用淬火油进行淬火冷却，再将淬火后的密封环在450-500℃下进行回火45-55分钟，再从回火炉中取出放入300-350℃的回火油中随油缓冷；
4）将热处理后的密封环进行车削加工，选择车床车削密封环内、外径以及长度达到设计尺寸，获得成品密封环；
5）成品密封环表面低温磷化处理：在60-70℃的温度下进行，磷酸盐溶液的游离酸度于总酸度的比值为1∶10-12，处理时间为9-12分钟；
6）成品密封环表面渗碳处理：对成品密封环进行渗碳处理，将渗碳剂送入渗碳炉内，在1100～1150 ℃温度范围内渗碳处理50～120min。
所述的成品密封环表面渗碳处理：对成品密封环进行渗碳处理，将渗碳剂送入渗碳炉内，在1120℃温度范围内渗碳处理80min。
与现有技术相比，本发明采用多层离心复合浇注工艺，在离心力的作用下分别浇注外层、中间层和芯部，这样可使外层具有更高的耐磨性，芯部具有更高的强韧性，经过适当的热处理获得芯部强度和韧性高、工作层硬度和耐磨性好的复合密封环成品，即通过差温热处理使密封环的综合性能得到进一步提高，从根本上解决了现有密封环制造和使用中存在的问题，本发明制造的复合密封环与静态铸造密封环相比，使用寿命提高了25%以上。
本发明方法制造的复合铸钢支承辊技术性能指标如下：
密封环内壁硬度大于65HSD、密封环外壁硬度大于36HSD、硬度不均匀性小于2HSD、密封环抗拉强度大于1000Mpa、屈服强度大于680Mpa、辊颈抗拉强度大于650Mpa，超声波探伤距密封环表面140mm深度内不存在大于当量直径2mm的缺陷。
具体实施方式
密封环复合离心铸造的方法，包括有以下操作步骤：
1）按照被铸造密封环制作铸造模具，铸件的外表面、上表面、下表面铸造余量均为8—10mm，内表面铸造余量为18—26mm，在模具型腔内表面涂覆涂料，涂料是按以下重量比原料配制而成：50-55份锆英粉、2-4份土片状石墨粉、0.3-0.6份煤焦油、30-35份硅溶胶；
2）先进行外层离心浇注，外层钢水熔炼以后，控制钢水中各元素的化学成分重量百分比应满足下述要求：C 0.21～0.30％、Mn 0.12～0.20％、Cr 0.06-0.12％、Si 0.15～0.25％、Mg 0.03-0.05％、P 0.014-0.025％、Ni 0.058～0.12％、钨 0.035～0.045％、V 0.12～0.14％、Sn 0.02-0.06％，余量Fe，钢水出炉温度为1500℃～1600℃，外层浇注温度为1400℃～1480℃，按照2Kg/秒的平均流量进行均速浇注，冷型内壁旋转线速度控制在24～30m/s；再进行中间层和芯部离心浇注，将如下重量份原料投入到中频炉中熔炼：1.2-2.0份的焦炭、2.5-4.0份的脱硫剂、0.4-0.6份的海绵铁、2.6-3.3份的镁锭、54-68份的废钢和12-15份的回炉料，钢水出炉温度为1550℃～1600℃，待外层内壁界面温度降到1320℃～1350℃时浇注中间层，钢水浇注温度为1500℃～1540℃，按照4Kg/秒的平均流量进行均速浇注，冷型旋转速度保持1350-1450r/min，待中间层厚度达到90～110mm后，向铸型内部充芯获得密封环复合离心铸坯；
3）密封环复合离心铸坯进行热处理步骤：将密封环复合离心铸坯加热到650-700℃，保持4-5小时，再在45-55分钟内升温至850-900℃，用淬火油进行淬火冷却，再将淬火后的密封环在450-500℃下进行回火45-55分钟，再从回火炉中取出放入300-350℃的回火油中随油缓冷；
4）将热处理后的密封环进行车削加工，选择车床车削密封环内、外径以及长度达到设计尺寸，获得成品密封环；
5）成品密封环表面低温磷化处理：在60-70℃的温度下进行，磷酸盐溶液的游离酸度于总酸度的比值为1∶10-12，处理时间为9-12分钟；
6）成品密封环表面渗碳处理：对成品密封环进行渗碳处理，将渗碳剂送入渗碳炉内，在1120℃温度范围内渗碳处理80min。
Claims (2)
1.密封环复合离心铸造的方法，其特征在于：包括有以下操作步骤：
1）按照被铸造密封环制作铸造模具，铸件的外表面、上表面、下表面铸造余量均为8—10mm，内表面铸造余量为18—26mm，在模具型腔内表面涂覆涂料，涂料是按以下重量比原料配制而成：50-55份锆英粉、2-4份土片状石墨粉、0.3-0.6份煤焦油、30-35份硅溶胶；
2）先进行外层离心浇注，外层钢水熔炼以后，控制钢水中各元素的化学成分重量百分比应满足下述要求：C 0.21～0.30％、Mn 0.12～0.20％、Cr 0.06-0.12％、Si 0.15～0.25％、Mg 0.03-0.05％、P 0.014-0.025％、Ni 0.058～0.12％、钨 0.035～0.045％、V 0.12～0.14％、Sn 0.02-0.06％，余量Fe，钢水出炉温度为1500℃～1600℃，外层浇注温度为1400℃～1480℃，按照2Kg/秒的平均流量进行均速浇注，冷型内壁旋转线速度控制在24～30m/s；再进行中间层和芯部离心浇注，将如下重量份原料投入到中频炉中熔炼：1.2-2.0份的焦炭、2.5-4.0份的脱硫剂、0.4-0.6份的海绵铁、2.6-3.3份的镁锭、54-68份的废钢和12-15份的回炉料，钢水出炉温度为1550℃～1600℃，待外层内壁界面温度降到1320℃～1350℃时浇注中间层，钢水浇注温度为1500℃～1540℃，按照4Kg/秒的平均流量进行均速浇注，冷型旋转速度保持1350-1450r/min，待中间层厚度达到90～110mm后，向铸型内部充芯获得密封环复合离心铸坯；
3）密封环复合离心铸坯进行热处理步骤：将密封环复合离心铸坯加热到650-700℃，保持4-5小时，再在45-55分钟内升温至850-900℃，用淬火油进行淬火冷却，再将淬火后的密封环在450-500℃下进行回火45-55分钟，再从回火炉中取出放入300-350℃的回火油中随油缓冷；
4）将热处理后的密封环进行车削加工，选择车床车削密封环内、外径以及长度达到设计尺寸，获得成品密封环；
5）成品密封环表面低温磷化处理：在60-70℃的温度下进行，磷酸盐溶液的游离酸度于总酸度的比值为1∶10-12，处理时间为9-12分钟；
6）成品密封环表面渗碳处理：对成品密封环进行渗碳处理，将渗碳剂送入渗碳炉内，在1100～1150 ℃温度范围内渗碳处理50～120min。
2.根据权利要求1所述的密封环复合离心铸造的方法，其特征在于：所述的成品密封环表面渗碳处理：对成品密封环进行渗碳处理，将渗碳剂送入渗碳炉内，在1120℃温度范围内渗碳处理80min。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20131016 |