CN104404191A

CN104404191A - 一种耐磨低气孔电缆桥架的铸造工艺

Info

Publication number: CN104404191A
Application number: CN201410622558.3A
Authority: CN
Inventors: 姚圣法; 吴海洋
Original assignee: JIANGSU TIANSHUN METAL MATERIAL GROUP CO Ltd
Current assignee: JIANGSU TIANSHUN METAL MATERIAL GROUP CO Ltd
Priority date: 2014-11-08
Filing date: 2014-11-08
Publication date: 2015-03-11
Anticipated expiration: 2034-11-08
Also published as: CN104404191B

Abstract

本发明公开了一种耐磨低气孔电缆桥架的铸造工艺，按照碳素钢：80-90%，铁屑：10-20%的比例调配铸造配料；同时，碳素钢中化学成份质量百分比为：C：0.33%，Mn：0.87%，Si：0.77%，P：0.033%，S：0.032%，Cr：0.72%，Ni：0.82%，Mo：0.44%，其余为Fe及杂质；保证了抗拉强度达到690/Mpa，断后伸长率达到18.20%，端面收缩率达到38%，屈服点延伸率延伸率达到45.4J，屈服点伸长率达到880/Mpa；本发明所设计的耐磨低气孔电缆桥架的铸造工艺能够大大提高电缆桥架的耐磨性和韧性，减少电缆桥架上的气孔，延长电缆桥架的使用寿命，且操作简单。

Description

一种耐磨低气孔电缆桥架的铸造工艺

技术领域

本发明涉及一种耐磨低气孔电缆桥架的铸造工艺。

背景技术

现有技术中，作为对抗腐蚀耐磨性能要求较高的电缆桥架，往往在在使用中存在如下弊病：在其承受摩擦磨损尤其是在冲击性摩擦磨损情况下，其表面易出现表面层层剥落的现象，从而造成磨损严重，其次，由于高铬铸铁本身的价格比较高，提高了整个工艺的成本；一种能克服上述缺陷具有很好的耐磨性且表面低气孔的电缆桥架铸造工艺即成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了提供一种耐磨低气孔电缆桥架的铸造工艺，能够大大提高电缆桥架的耐磨性和韧性，减少电缆桥架上的气孔，延长电缆桥架的使用寿命，且操作简单。

为了解决上述技术问题，本发明设计了一种耐磨低气孔电缆桥架的铸造工艺，包括以下步骤：

步骤（1）：以型砂为造型材料制成铸型，在制作铸型前，先将造型材料中的型砂置于烘炉中进行烘干，在铸型的毛面部涂覆50mm厚的铬铁矿树脂砂；

步骤（2）：按照碳素钢：80-90%，铁屑：10-20%的比例调配铸造配料；

采用铁屑代替了原球墨铸铁原料中的生铁，相对于生铁的高价成本，铁屑的价格更低廉，大大降低了成本提高了整个工艺的经济效益；

铸造配料的选择严格控制配料成分，碳素钢：80-90%，铁屑：10-20%，保证铸造配料的质量；按照下紧上松的原则保证铸造配料的紧实，这样有利于导电和导磁，提高生产效率；

步骤（3）：将碳素钢与铁屑按照下紧上松的原则逐层加入电炉中熔炼为原铁液，熔炼温度为1600℃，熔炼过程中逐步增大电路功率，并经常进行捣料操作，同时在原铁液中加入铜，铜的质量百分含量为铸造配料总量的0.9-1.1%；

原铁液中加入少量的铜，铜能提高淬透性，同时，由于加入铜元素，细化珠光体和石墨、减少薄断面白口、改善大断面组织敏感性；在力学性能上提高了产品强度、硬度、韧性；在使用性能上提高了产品的耐磨性、耐热性剂腐蚀性，同时，提高了产品的致密度；

步骤（4）：原铁液出炉后在球化包内加入球化剂进行球化处理，待球化反应结束后，在原铁液上撒布珍珠岩造渣以净化原铁液；

步骤（5）：利用原铁液在铸型中浇铸为电缆桥架半成品，浇注时间不超过2min，浇注温度为1380-1400℃；

步骤（6）：将电缆桥架半成品依次进行退火、淬火、回火处理；

步骤（7）：将回火后的半成品进行两次抛丸处理，即完成铸造,并检验入库。

本发明的限定技术方案为：

进一步的，前述的耐磨低气孔电缆桥架的铸造工艺，碳素钢中化学成份质量百分比为：C：0.30-0.37%，Mn：0.70-1.00%，Si：0.60-0.90%，P：0.033-0.035%，S：0.032-0.035%，Cr：0.040-0.090%，Ni：0.60-0.90%，Mo：0.40-0.50%，其余为Fe及杂质。

前述的耐磨低气孔电缆桥架的铸造工艺，碳素钢中化学成份质量百分比为：C：0.33%，Mn：0.87%，Si：0.77%，P：0.033%，S：0.032%，Cr：0.72%，Ni：0.82%，Mo：0.44%，其余为Fe及杂质；

本发明中碳素钢的选择，保证了抗拉强度达到690/Mpa，断后伸长率达到18.20%，端面收缩率达到38%，屈服点延伸率延伸率达到45.4J，屈服点伸长率达到880/Mpa，电缆桥架的各项性能得到了大大的提高。

前述的耐磨低气孔电缆桥架的铸造工艺，步骤（4）中球化剂为镁硅铁合金或稀有元素球化剂，且加入的球化剂质量为铸造配料质量的1.4%，球化时间为55-60s。

前述的耐磨低气孔电缆桥架的铸造工艺，步骤（5）在浇铸过程中向原铁液加入少量变质剂，变质剂的化学成份质量百分比为：稀土硅85%，铝锭5%，铋锭4%，镁锭6%；

变质处理能细化奥氏体晶粒，强烈脱氧和除硫而显著净化原铁液，钝化晶界，减少碳化物聚集，本发明的变质剂中含有铝锭和铋锭，铝壳起到脱氧作用以减少稀土耗量及稳定变质效果，铋是碳化物的形核剂，镁是强烈稳定碳化物的元素，并具有较强的脱氧、脱硫作用和稳定变质效果的作用，且由于反应激烈造成的铁液沸腾也有益于变质剂的吸收和原铁液的净化。

前述的耐磨低气孔电缆桥架的铸造工艺，步骤（6）的具体处理为：

a退火：将电缆桥架半成品炉热至920-940℃并保温3-4h后停炉，炉冷却至400-450℃，随后打开炉门继续缓冷至250-300℃出炉空冷至室温；

b淬火：将退火后的电缆桥架半成品缓慢炉热至580-590℃并保温0.5-1h，再次炉热至550-620℃后用水喷淋快速降温；

c回火：将经淬火后的产品在室温下再次入炉并炉热至240-255℃后保温1-1.5h后出炉空冷；

回火、淬火、退火的热处理能够提高产品的综合性能即具有硬度外还具有一定的韧性，热处理温度的确定应以获得均匀而细小的奥氏体晶粒为原则，以便淬火后得到细小的马氏体组织，奥氏体晶粒的长大与淬火温度成正比，淬火时采用水喷淋产品快速降温，并及时对产品进行回火处理，不仅能消除淬火时产生的应力，还可以得到一定数量的回火马氏体，保证了产品的高硬度同时又提高了产品的韧性。

前述的耐磨低气孔电缆桥架的铸造工艺，步骤（7）中抛丸处理后在电缆桥架表面涂覆有机硅树脂耐高温涂料，有机硅树脂耐高温涂料各组分质量分数百分比为：硼改性有机硅树脂：45-58%，耐热颜填料：35—45%，助剂：2%-4%，其中，硼改性有机硅树脂为硼酸改性有机硅树脂或环氧改性硅硼树脂；

耐热颜填料包括：

纳米二氧化硅、阻隔型功能填料及铝粉且纳米二氧化硅、阻隔型功能填料及铝粉的质量比为1.5:1:1；

阻隔型功能填料按质量份数计包括以下组分：

空心玻璃微珠：3-6份，石墨：11-15份，黑碳化硅：21-35份，细晶氧化铝：26-30份，二硫化钼：6-11份，氧化锌：3-5份，滑石粉：3-6份；

阻隔型功能填料中采用二硫化钼、石墨、滑石粉，石墨材料由于特有的晶体结构使其易产生滑移，同时石墨干摩擦润滑剂具有吸附性，可以形成一层润滑膜（石墨晶体膜），起到减少摩擦磨损的作用，具有良好的散热性和导热性；

助剂为按质量份数计包括以下组分：

分散剂：11-15份，润湿剂：2-6份，固化剂22-50份，消光剂：3-6份，成膜助剂：6-10份，增稠剂：6-10份，羟乙基纤维素：6-10份，pH调节剂：2－5份，硅烷偶联剂：40-60份；

将石墨与二硫化钼混合在一起使用，石墨与二硫化钼具有良好的协同效应，两者以一定的比例混合使用能有效地提高涂料的耐磨性能，减小磨损失重及摩擦系数，同时在涂料中加入一定量的三氧化二锑，可有效增强涂料涂层的硬度，并提高涂层的耐磨性；

纳米二氧化硅由于和基料的基本结构大致相同，粒径也较小，能够更好地填充到树脂基料的间隙中，甚至能够成为树脂基料网络结构一部分，对高交联度的耐热体型结构有很好的补充作用，使得树脂在受热分解时可以形成一层耐热性能优良的SiO2耐热保护层，阻止了内层树脂基料的继续分解，能够赋予漆膜更好的热稳定性。

前述的耐磨低气孔电缆桥架的铸造工艺，步骤（7）中两次抛丸处理所用钢丸的尺寸为0.5MM。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种耐磨低气孔电缆桥架的铸造工艺，包括以下步骤：

步骤（2）：按照碳素钢：80-90%，铁屑：10-20%的比例调配铸造配料；碳素钢中化学成份质量百分比为：C：0.30-0.37%，Mn：0.70-1.00%，Si：0.60-0.90%，P：0.033-0.035%，S：0.032-0.035%，Cr：0.040-0.090%，Ni：0.60-0.90%，Mo：0.40-0.50%，其余为Fe及杂质；

步骤（4）：原铁液出炉后在球化包内加入球化剂进行球化处理，球化剂为镁硅铁合金或稀有元素球化剂，且加入的球化剂质量为铸造配料质量的1.4%，球化时间为55-60s；待球化反应结束后，在原铁液上撒布珍珠岩造渣以净化原铁液；

步骤（5）：利用原铁液在铸型中浇铸为电缆桥架半成品，在浇铸过程中向原铁液加入少量变质剂，变质剂的化学成份质量百分比为：稀土硅85%，铝锭5%，铋锭4%，镁锭6%；浇注时间不超过2min，浇注温度为1380-1400℃；

实施例2

步骤（2）：按照碳素钢：80-90%，铁屑：10-20%的比例调配铸造配料；碳素钢中化学成份质量百分比为：C：0.33%，Mn：0.87%，Si：0.77%，P：0.033%，S：0.032%，Cr：0.72%，Ni：0.82%，Mo：0.44%，其余为Fe及杂质；

步骤（7）：将回火后的半成品进行两次抛丸处理，抛丸处理后在电缆桥架表面涂覆有机硅树脂耐高温涂料，有机硅树脂耐高温涂料各组分质量分数百分比为：硼改性有机硅树脂：45-58%，耐热颜填料：35—45%，助剂：2%-4%，其中，硼改性有机硅树脂为硼酸改性有机硅树脂或环氧改性硅硼树脂；

耐热颜填料包括：

阻隔型功能填料按质量份数计包括以下组分：

助剂为按质量份数计包括以下组分：

分散剂：11-15份，润湿剂：2-6份，固化剂22-50份，消光剂：3-6份，成膜助剂：6-10份，增稠剂：6-10份，羟乙基纤维素：6-10份，pH调节剂：2－5份，硅烷偶联剂：40-60份；两次抛丸处理所用钢丸的尺寸为0.5MM；完成铸造,并检验入库。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种耐磨低气孔电缆桥架的铸造工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤（3）：将碳素钢与铁屑按照下紧上松的原则逐层加入电炉中熔炼为原铁液，熔炼温度为1600℃，熔炼过程中逐步增大电路功率，并经常进行捣料操作，同时在原铁液中加入铜，铜的质量百分含量为所述铸造配料总量的0.9-1.1%；

2.根据权利要求1所述的耐磨低气孔电缆桥架的铸造工艺，其特征在于，碳素钢中化学成份质量百分比为：C：0.30-0.37%，Mn：0.70-1.00%，Si：0.60-0.90%，P：0.033-0.035%，S：0.032-0.035%，Cr：0.040-0.090%，Ni：0.60-0.90%，Mo：0.40-0.50%，其余为Fe及杂质。

3.根据权利要求2所述的耐磨低气孔电缆桥架的铸造工艺，其特征在于，碳素钢中化学成份质量百分比为：C：0.33%，Mn：0.87%，Si：0.77%，P：0.033%，S：0.032%，Cr：0.72%，Ni：0.82%，Mo：0.44%，其余为Fe及杂质。

4.根据权利要求1中所述的耐磨低气孔电缆桥架的铸造工艺，其特征在于，步骤（4）中球化剂为镁硅铁合金或稀有元素球化剂，且加入的球化剂质量为所述铸造配料质量的1.4%，球化时间为55-60s。

5.根据权利要求1所述的耐磨低气孔电缆桥架的铸造工艺，其特征在于，步骤（5）在浇铸过程中向原铁液加入少量变质剂，所述变质剂的化学成份质量百分比为：稀土硅85%，铝锭5%，铋锭4%，镁锭6%。

6.根据权利要求1所述的耐磨低气孔电缆桥架的铸造工艺，其特征在于，步骤（6）的具体处理为：

c回火：将经淬火后的产品在室温下再次入炉并炉热至240-255℃后保温1-1.5h后出炉空冷。

7.根据权利要求1所述的耐磨低气孔电缆桥架的铸造工艺，其特征在于，步骤（7）中抛丸处理后在电缆桥架表面涂覆有机硅树脂耐高温涂料，所述有机硅树脂耐高温涂料各组分质量分数百分比为：硼改性有机硅树脂：45-58%，耐热颜填料：35—45%，助剂：2%-4%，其中，硼改性有机硅树脂为硼酸改性有机硅树脂或环氧改性硅硼树脂；

所述耐热颜填料包括：

纳米二氧化硅、阻隔型功能填料及铝粉且所述纳米二氧化硅、阻隔型功能填料及铝粉的质量比为1.5:1:1；

所述阻隔型功能填料按质量份数计包括以下组分：

所述助剂为按质量份数计包括以下组分：

分散剂：11-15份，润湿剂：2-6份，固化剂22-50份，消光剂：3-6份，成膜助剂：6-10份，增稠剂：6-10份，羟乙基纤维素：6-10份，pH调节剂：2－5份，硅烷偶联剂：40-60份。

8.根据权利要求1所述的耐磨低气孔电缆桥架的铸造工艺，其特征在于，步骤（7）中两次抛丸处理所用钢丸的尺寸为0.5MM。