CN105618701B - 一种耐磨钢件的精密铸造方法 - Google Patents

一种耐磨钢件的精密铸造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐磨钢件的精密铸造方法，包括模具设计、模具制造，原料熔炼、浇注、热处理等步骤；本发明的钢件抗拉强度≥800MPa,硬度:330～410HB，与传统钢件相比，提高了力学性能。

Description

一种耐磨钢件的精密铸造方法
技术领域
本发明属于金属铸件表面处理技术领域，具体涉及一种耐磨钢件的精密铸造方法。
背景技术
铸钢件因其机械性能高，价格便宜，广泛应用于航空、航天、船舶、电子、五金、泵阀等领域，但是由于其比重大，该比重为7.8g/cm3，由其改装成的零部件或设备等质量大，甚至出现超重情况，在一定程度上制约了零部件和设备的功效，因此，钢铸件结构设计上，在不影响机械性能的情况下，逐渐向轻型发展，以减轻零部件或设备的质量，提高其功效。
然而，由于钢铸件的固有铸造特性，轻型铸件不易浇筑成型，特别是壁厚小于2mm以下的产品，合格率不高，强度要求不达标，严重影响生产进度和增加生产成本。
传统的熔模铸造方法是通过提高钢水温度或提高浇筑速度等方法，但这些方法容易增加铸件缩孔、疏松等缺陷，容易引起变形，增加加工成本等。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是，提供一种耐磨钢件的精密铸造方法，铸件成品率高，耐磨能力强。
为解决以上技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种耐磨钢件的精密铸造方法，包括模具设计、模具制造，原料熔炼、浇注、热处理等步骤；
所述模具设计步骤为：根据钢件CAD模型，采用快速成型机和激光烧结，将网状金属片烧结为钢件模型，并在网状金属片外表面涂抹蜡，再浸蜡制得熔模；
所述模具制造步骤为：在熔模表面沾涂料将和涂挂砂，得到模壳，将模壳进行脱蜡、烧焙，在真空度为 6×10-1~8×10-1Pa，700~900℃下焙烧 2~3 小时，随炉冷却到 200~300℃后出炉 ；
原料熔炼：将待熔炼的原材料放入坩埚中，进行熔炼，熔炼过程中真空度保持在0.5~0.6Pa，熔炼结束后，静置6-10分钟进行浇注；
浇注：离心转速为255rpm-365rpm，铸件浇注完毕后，保持离心机旋转5-8分钟；
热处理：在炉温不高于220℃使进行装炉升温，温度保持在1080-1120℃，保温10-15小时；
浇注完成后的铸件随炉冷却到室温后，取出，打磨得到质量合格的铸件。
其中，模具设计中在所述金属片外表面涂抹厚度为0.05-0.08mm的蜡。
其中，模具制造过程中将金属片抽出再进行脱蜡、烧焙。
其中，坩埚为冷水铜坩埚。
其中，在原料熔炼步骤中，坩埚使用前采用惰性气体对炼炉室进行5-6次清洗。
有益效果：
1. 本发明解决了铸件中存在裂纹、气孔等缺陷，加快了生产进度，且生产制造成本较低。
2．本发明有效提升铸件合格率和成品率。
3． 本发明的钢件抗拉强度≥ 800MPa, 硬度 :330 ～ 410HB，与传统钢件相比，提高了力学性能。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例：
本实施例的一种耐磨钢件的精密铸造方法，包括模具设计、模具制造，原料熔炼、浇注、热处理等步骤；根据钢件CAD模型，采用快速成型机和激光烧结，将网状金属片烧结为钢件模型，并在网状金属片外表面涂抹厚度为0.05-0.08mm的蜡，再浸蜡制得熔模；在熔模表面沾涂料将和涂挂砂，得到模壳，将金属片抽出再进行脱蜡、烧焙，在真空度为 6×10-1~8×10-1Pa，700~900℃下焙烧 2~3 小时，随炉冷却到 200~300℃后出炉 ，采用惰性气体对炼炉室进行5-6次清洗后将待熔炼的原材料放入冷水铜坩埚中，进行熔炼，熔炼过程中真空度保持在0.5~0.6Pa，熔炼结束后，静置6-10分钟进行浇注；离心浇注时，离心转速为255rpm-365rpm，铸件浇注完毕后，保持离心机旋转5-8分钟；在炉温不高于220℃使进行装炉升温，温度保持在1080-1120℃，保温10-15小时；浇注完成后的铸件随炉冷却到室温后，取出，打磨得到质量合格的铸件。
本实施例的钢件抗拉强度≥ 800MPa, 硬度 :330 ～ 410HB，与传统钢件相比，提高了力学性能。

Claims (1)

1.一种耐磨钢件的精密铸造方法，其特征在于：包括模具设计、模具制造，原料熔炼、浇注、热处理步骤；
所述模具设计步骤为：根据钢件CAD模型，采用快速成型机和激光烧结，将网状金属片烧结为钢件模型，并在网状金属片外表面涂抹蜡，再浸蜡制得熔模；
所述模具制造步骤为：在熔模表面沾涂料将和涂挂砂，得到模壳，将模壳进行脱蜡、烧焙，在真空度为6×10-1~8×10-1Pa，700~900℃下焙烧2~3小时，随炉冷却到200~300℃后出炉；
原料熔炼：将待熔炼的原材料放入坩埚中，进行熔炼，熔炼过程中真空度保持在0.5~0.6Pa，熔炼结束后，静置6-10分钟进行浇注；
浇注：离心转速为255rpm-365rpm，铸件浇注完毕后，保持离心机旋转5-8分钟；
热处理：在炉温不高于220℃使进行装炉升温，温度保持在1080-1120℃，保温10-15小时；
浇注完成后的铸件随炉冷却到室温后，取出，打磨得到质量合格的铸件，铸件抗拉强度超过800MPa,硬度在330～410HB之间；模具设计中在所述金属片外表面涂抹厚度为0.05-0.08mm的蜡；模具制造过程中将金属片抽出再进行脱蜡、烧焙；所述坩埚为冷水铜坩埚；在原料熔炼步骤中，坩埚使用前采用惰性气体对炼炉室进行5-6次清洗。
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