CN103962505B - 一种能保证辊环铸造质量的真空负压铸造工艺 - Google Patents

Abstract

一种能保证辊环铸造质量的真空负压铸造工艺，属于真空负压铸造技术领域，用于提高轧钢加热炉炉底辊辊环的铸造质量。其技术方案是：使用水基铝矾土模型涂料包裹EPS泡沫塑料模型，在浇注钢水前先把埋在干砂中的EPS泡沫塑料模型烧除，使“实型”变为“涂料空壳”，避免实型模型中的碳元素在浇注过程中进入铸件体中，再进行钢水浇注，从而彻底解决了EPS泡沫塑料模型对低碳铸件的增碳问题，极大地减少了铸件的气孔和夹杂等缺陷。本发明具有高质量、高效率、低成本、易操作的优点，提高了铸件产品的质量，解决了长期困扰真空负压实型铸造技术中的难题，是生产高附加值合金铸件的一种新方法，具有巨大的商业价值，值得在行业内推广应用。

Description

一种能保证辊环铸造质量的真空负压铸造工艺

技术领域

本发明涉及一种轧钢加热炉炉底辊辊环的真空负压铸造方法，属于真空负压铸造技术领域。

背景技术

在钢铁冶金工业生产设备中，长寿命、耐高温、耐磨高合金铸件产品的用量与日俱增。以往这些产品的铸造一般采用传统的蜡模铸造和离心铸造，传统的蜡模铸造和离心铸造方法的共同点是铸造效率低、成本高。蜡模铸造只能单个浇注，离心铸造加工量非常大，不能适应生产发展的需要。

目前，精密铸造普遍使用的铸造方法是“真空负压实型铸造技术”，这种铸造技术是用EPS泡沫塑料制成实塑泡沫模型，在模型表面涂上涂料，将涂好涂料的模型放入沙箱，高温钢液浇注到铸型腔后，高温钢液和EPS泡沫塑料接触，EPS泡沫塑料被气化，然后用负压泵将气体排出去，钢液冷却后形成辊环铸件产品。在使用中发现，这种真空负压实型铸造技术的缺点是高温钢液在气化EPS泡沫塑料的过程中，EPS泡沫塑料中的碳元素在与钢液接触后会进入铸件体中，会增碳0.1—0.3%，且分布不均，从而使铸件产品质量受到较大影响，降低了铸件的使用寿命。

如何克服真空负压实型铸造技术中EPS泡沫塑料的碳元素进入铸件体中的缺点一直没有得到有效的解决，成为困扰行业中的技术人员的难题，不但造成了铸件产品质量的不稳定，降低了铸件的使用寿命，也影响了企业产品的质量信誉和经济效益，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能保证辊环铸造质量的真空负压铸造工艺，这种真空负压铸造技术可以避免实型模型中的EPS泡沫塑料的碳元素在浇注过程中进入铸件体中，保证铸件的质量，解决长期困扰真空负压实型铸造技术中的难题。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种能保证辊环铸造质量的真空负压铸造工艺，它采用以下步骤进行：

1．制作具有良好透气性和耐火度的高强度模型涂料，涂料形成的空壳铸型具备在浇钢前和浇钢过程中不变形和不坍塌；

2．把做好的EPS泡沫塑料模型刷上第一层涂料，进行烘干处理，然后再涂第二层涂料，烘干处理，再涂第三层涂料，烘干处理，共形成1—3mm厚的涂料硬壳将EPS泡沫塑料模型包在其中；

3．将刷好涂料层的EPS泡沫塑料模型按工艺要求装配到砂箱中；

4．在浇钢前用可燃气体专用枪燃烧砂箱中的EPS泡沫塑料模型，使EPS泡沫塑料模型全部燃烧后排出，形成完整的“涂料空壳”铸型；

5．把冶炼好的钢液浇注到“涂料空壳”铸型中形成合格辊环铸件。

上述能保证辊环铸造质量的真空负压铸造工艺，所述高强度模型涂料为水基铝矾土耐火涂料，涂料涂刷在泡沫模型上，要求模型覆盖率95%以上，将泡沫模型烧掉的火焰温度超过1600℃，焚烧后残留物不超过2%，形成完整的空壳铸型，耐火材料形成的空壳铸型具备在浇钢前和浇钢过程中，当负压达到0.4MPa时不变形和不坍塌。

上述能保证辊环铸造质量的真空负压铸造工艺，所述高强度模型涂料的制作方法如下：

1．涂料的成分及配比，按照重量百分比计：

A.骨料：石英砂30%（SiO2≥95%，140-200目），莫来石砂20%(Al2O3≥75%，60-80目)；

B.添加剂：树脂1%，纤维素1.25%，玉米淀粉2.5%，膨润土2.5%，白乳胶1.25%，表面活剂0.1%；

C.稀释剂：水:41.4%，

2．混制方法:

（2）混制方法:

A.先将骨料和添加剂到入搅拌机内，以580±15转/分的慢速搅拌45±5分钟；

B.将水加入，以1000±50转/分的快速搅拌1.5±0.2小时；

C．最后再慢速搅拌30±10分钟。

本发明的有益之处在于：

本发明是一种真空负压先烧后浇空壳铸造技术，是在现有的“真空负压实型铸造技术”的基础上改进而成的一种新型精密铸造技术。本发明使用新型的高强度涂料包裹EPS泡沫塑料模型，在浇注钢水前先把埋在干砂中的EPS泡沫塑料模型烧除，使“实型”变为“涂料空壳”，再进行钢水浇注，从而彻底解决了EPS泡沫塑料模型对低碳铸件的增碳问题，极大地减少了铸件的气孔和夹杂等缺陷。本发明具有高质量、高效率、低成本、易操作的优点，提高了铸件产品的质量，提高了铸件的使用寿命，解决了长期困扰真空负压实型铸造技术中的难题，是生产高附加值合金铸件的一种新方法，具有巨大的商业价值，值得在行业内推广应用。

具体实施方式

本发明是一种真空负压先烧后浇空壳铸造技术，能够解决辊环铸造生产过程中模型的碳成分对铸件的增碳问题。采用这种铸造技术可以一次串浇四件，效率是蜡模铸造的四倍，铸造后的铸件机加工量只有5mm，是离心铸造铸件的机加工量的5—10%，对生产低碳、超低碳铸件是一种高效率、高效益的生产技术。

本发明采用以下步骤进行：

1．制作高强度模型涂料。

现行涂料强度不够高，在“烧空壳”后涂料壳会变形或塌箱，导致无法浇钢铸造。新的高强度模型采用水基铝矾土耐火涂料，这种涂料在粒度及配比和添加剂的使用上做较大调整，大幅提高涂料层的强度，同时保证涂料层的良好透气性、耐火度等特性，确保在“烧空壳”的情况下，在浇钢前和浇钢过程中不变形、不塌箱，生产出合格辊环铸件。

2．在制作模型上涂刷涂料。

把做好的EPS泡沫塑料模型刷上第一层涂料，要求模型覆盖率95%以上，进行烘干处理，然后再涂第二层涂料，烘干处理，再涂第三层涂料，烘干处理，共形成1—3mm厚的涂料硬壳将EPS泡沫塑料模型包在其中。

3．将刷好涂料层的EPS泡沫塑料模型按工艺要求装配到砂箱中。

4．“烧空壳”。

在浇钢前用可燃气体专用枪燃烧砂箱中的EPS泡沫塑料模型，使EPS泡沫塑料模型全部燃烧后排出，火焰温度超过1600℃，焚烧后残留物不超过2%，形成完整的“涂料空壳”铸型，耐火材料形成的空壳，必须具备在浇钢前和浇钢过程中，当负压达到0.4MPa时不变形和不坍塌，避免实型模型中的EPS泡沫塑料的碳元素在浇注过程中进入铸件体中，保证铸件的质量。

5．把冶炼好的钢液浇注到“涂料空壳”铸型中形成合格辊环铸件。

上述高强度模型涂料的制作方法如下：

1．涂料的成分及配比，按照重量百分比计：

A.骨料：石英砂30%（SiO2≥95%，140-200目），莫来石砂20%(Al2O3≥75%，60-80目)；

B.添加剂：树脂1%，纤维素1.25%，玉米淀粉2.5%，膨润土2.5%，白乳胶1.25%，表面活剂0.1%；

C.稀释剂：水:41.4%，

2．混制方法:

（2）混制方法:

A.先将骨料和添加剂到入搅拌机内，以580±15转/分的慢速搅拌45±5分钟；

B.将水加入，以1000±50转/分的快速搅拌1.5±0.2小时；

C．最后再慢速搅拌30±10分钟。

本发明的一个实施例的高强度模型涂料的成分及配比如下：

复合型骨料（kg）：9±0.5；

添加剂（kg）：0.6±0.05；

水（kg）：2.3±0.05。

Claims (1)

1.一种能保证辊环铸造质量的真空负压铸造工艺，其特征在于：它采用以下步骤进行：

（1）制作具有良好透气性和耐火度的高强度模型涂料，涂料形成的空壳铸型在浇钢前和浇钢过程中不变形和不坍塌；

（2）把做好的EPS泡沫塑料模型刷上第一层涂料，进行烘干处理，然后再涂第二层涂料，烘干处理，再涂第三层涂料，烘干处理，共形成2±0.5mm厚的涂料硬壳将EPS泡沫塑料模型包在其中；

（3）将刷好涂料层的EPS泡沫塑料模型按工艺要求装配到砂箱中；

（4）在浇钢前用可燃气体专用枪燃烧砂箱中的EPS泡沫塑料模型，使EPS泡沫塑料模型全部燃烧后排出，形成完整的“涂料空壳”铸型；

（5）把冶炼好的钢液浇注到“涂料空壳”铸型中形成合格辊环铸件；

所述高强度模型涂料为水基铝矾土耐火涂料，涂料涂刷在泡沫模型上，要求模型覆盖率95%以上，将泡沫模型烧掉的火焰温度超过1600℃，焚烧后残留物不超过2%，形成完整的空壳铸型，耐火材料形成的空壳铸型具备在浇钢前和浇钢过程中，当负压达到0.4MPa时不变形和不坍塌；

所述高强度模型涂料的制作方法如下：

（1）涂料的成分及配比，按照重量百分比计：

A.骨料：石英砂30%，莫来石砂20%；所述石英砂为140-200目，含SiO₂≥95%；所述莫来石砂为60-80目，含Al₂O₃≥75%；

B.添加剂：树脂1%，纤维素1.25%，玉米淀粉2.5%，膨润土2.5%，白乳胶1.25%，表面活性剂0.1%；

C.稀释剂：水：41.4%，

（2）混制方法:

A.先将骨料和添加剂倒入搅拌机内，以580±15转/分的慢速搅拌45±5分钟；

B.将水加入，以1000±50转/分的快速搅拌1.5±0.2小时；

C．最后再慢速搅拌30±10分钟。