CN106141133A - 一种沉没辊轴套的铸造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种沉没辊轴套的铸造方法，烘干预热、原料熔炼、设定铸造参数、铸造、出炉；铸造为压力变化的离心铸造。本发明使用创新性的原料成分以及不等压铸造与离心铸造相结合的方法对沉没辊轴套进行制造，使其微观组织更加致密，有效提高其强度等力学性能，使其经久耐用，保证沉没辊长时间稳定运作。

Description

一种沉没辊轴套的铸造方法
技术领域
本发明属于冶金设备制造方法领域，具体涉及一种沉没辊轴套的铸造方法。
背景技术
连续热镀锌生产时，钢带通过浸在锌液中的沉没辊而改变方向，即由进入锌锅浸锌变为出锌锅、镀锌层凝固冷却。随钢带的运动而转动的沉没辊通过两侧的沉没辊轴套支撑在固定架上，沉没辊轴套其滑动轴承的作用。目前国内外热镀锌机组使用的轴套材料通常为钴基合金等，虽然其具有抗磨损、耐腐蚀、耐高温、高硬度等优良特性，用做沉没辊轴套，使用效果最好；但是其价格昂贵，推广较为困难，如果使用一般的合金，虽然价格低廉，但是其性能达不到要求，需要经常更换，降低生产效率。
因此，研制出一种成本适中，且性能优异的沉没辊轴套是本领域技术人员所急需解决的难题。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种沉没辊轴套的铸造方法。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种沉没辊轴套的铸造方法，烘干预热、原料熔炼、设定铸造参数、铸造、出炉；铸造为压力变化的离心铸造。
进一步地，具体步骤如下：
（1）去除所需熔炼工具表面可能含有的涂料以及氧化层，清洗干净后进行烘干预热，涂覆一层保护涂料后，再次烘干以备用；
（2）按需取用钼基合金，加入感应熔炼炉中，升温至1550～1650℃进行熔化，待其完全熔化加入助剂，搅拌均匀后获得钼基合金液；
（3）将步骤（2）得到的钼基合金液注入铸造保温坩埚，对铸造机进行调试准备，将预热的升液管安装到保温炉上，同时对沉没辊轴套模具进行预热，并在沉没辊轴套模具内表面均匀涂覆一层涂料，涂料完成后将模具合模；将铸造保温坩埚内的钼基合金液注入模具进行不等压铸造的升液、充型、保压以及卸压，同时保持模具的转动；待钼基合金液形成沉没辊轴套铸件后取出；
（4）对步骤（3）获得的沉没辊轴套铸件进行机械强度测试。
作为优选，步骤（2）中的钼基合金的组成成分以及各成分所占质量百分比分别为：钼：7.2～10.5%、钛：3.3～5.7%、锆：2.9～4.4%、铪：0.8～2.2%、铌：1.7～2.5%、硅：1.2～2.1%、碳：1.4～3.0%、磷＜0.02%、硫＜0.02%，其余为铁。
作为优选，步骤（3）的具体方法为：
将步骤（2）得到的钼基合金液注入铸造保温坩埚，对铸造机进行调试准备，将升液管预热至200～250℃，并安装到保温炉上，同时将沉没辊轴套模具预热至300～325℃，并在其内表面涂覆一层涂料，然后合模；
设定铸造参数：气源压力0.85～1.05Mpa、同步压力0.65～0.75Mpa、升液速度50～58mm/s、充型速度47～62mm/s、增压速度为100mm/s、结晶增压压力0.01～ 0.015Mpa；向沉没辊轴套模具型腔与铸造保温坩埚同时通入压缩空气，调节升液压力0.15MPa～0.17MPa、充型压力0.15MPa～0.17MPa，下工作罐坩埚内的钼基合金液在不同的压力的作用下经升液管沿反重力方向充填石英砂铸型，充型完成后按照设定的增压速度100mm/s继续增压，当上工作罐和下工作罐的压力的差值达到0.07～0.09MPa时进行保压，保压时间为3～5min；钼基合金液平稳地注入模具，同时保持沉没辊轴套模具以65～80转/min的速度转动；钼基合金液压力不等的作用下凝固结晶形成铸件，结晶时间控制在10s～20s，保压时间控制在75s～120s，卸压后取出沉没辊轴套铸件。
作为优选，助剂的组成成分以及各成分所占质量百分比分别为：含65% Cr的工业用Cr添加剂；35～50%、磷酸铝液：27～34%、消泡剂：22～38%。
本发明还可以在熔炼钼基合金液时加入除氢操作，以消除经常出现的气孔、缩孔等缺陷问题，
本发明提供了一种沉没辊轴套的铸造方法，分别包括烘干预热、原料熔炼、设定铸造参数、铸造、出炉；其中铸造为压力变化的离心铸造。本发明利用不等压铸造与离心铸造相结合的方法，使得获得成品具有较强的热补缩能力，钼基合金液在上下压力差的作用下凝固结晶，同时受到离心作用的影响，使得本发明成品微观组织疏松显著降低，组织更加致密，使力学性能显著提高。
本发明与现有技术相比，使用创新性的原料成分以及不等压铸造与离心铸造相结合的方法对沉没辊轴套进行制造，使其微观组织更加致密，有效提高其强度等力学性能，使其经久耐用，保证沉没辊长时间稳定运作。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1：
一种沉没辊轴套的铸造方法，烘干预热、原料熔炼、设定铸造参数、铸造、出炉；铸造为压力变化的离心铸造。
具体步骤如下：
（1）去除所需熔炼工具表面可能含有的涂料以及氧化层，清洗干净后进行烘干预热，涂覆一层保护涂料后，再次烘干以备用；
（2）按需取用钼基合金，加入感应熔炼炉中，升温至1550℃进行熔化，待其完全熔化加入助剂，搅拌均匀后获得钼基合金液；其中钼基合金的组成成分以及各成分所占质量百分比分别为：钼：7.2%、钛：5.7%、锆：4.4%、铪：2.2%、铌：2.5%、硅：2.1%、碳：3.0%、磷：0.01%、硫：0.01%，其余为铁；助剂的组成成分以及各成分所占质量百分比分别为：含65% Cr的工业用Cr添加剂；35%、磷酸铝液：34%、消泡剂：31%；
（3）将步骤（2）得到的钼基合金液注入铸造保温坩埚，对铸造机进行调试准备，将升液管预热至200℃，并安装到保温炉上，同时将沉没辊轴套模具预热至300℃，并在其内表面涂覆一层涂料，然后合模；
设定铸造参数：气源压力0.85Mpa、同步压力0.65Mpa、升液速度58mm/s、充型速度62mm/s、增压速度为100mm/s、结晶增压压力0.01Mpa；向沉没辊轴套模具型腔与铸造保温坩埚同时通入压缩空气，调节升液压力0.15MPaMPa、充型压力0.15MPaMPa，下工作罐坩埚内的钼基合金液在不同的压力的作用下经升液管沿反重力方向充填石英砂铸型，充型完成后按照设定的增压速度100mm/s继续增压，当上工作罐和下工作罐的压力的差值达到0.07MPa时进行保压，保压时间为3min；钼基合金液平稳地注入模具，同时保持沉没辊轴套模具以65转/min的速度转动；钼基合金液压力不等的作用下凝固结晶形成铸件，结晶时间控制在10s，保压时间控制在75s，卸压后取出沉没辊轴套铸件；
（4）对步骤（3）获得的沉没辊轴套铸件进行机械强度测试。
实施例2：
一种沉没辊轴套的铸造方法，烘干预热、原料熔炼、设定铸造参数、铸造、出炉；铸造为压力变化的离心铸造。
具体步骤如下：
（1）去除所需熔炼工具表面可能含有的涂料以及氧化层，清洗干净后进行烘干预热，涂覆一层保护涂料后，再次烘干以备用；
（2）按需取用钼基合金，加入感应熔炼炉中，升温至1650℃进行熔化，待其完全熔化加入助剂，搅拌均匀后获得钼基合金液；其中钼基合金的组成成分以及各成分所占质量百分比分别为：钼：10.5%、钛：3.3%、锆：2.9%、铪：0.8%、铌：1.7%、硅：1.2%、碳：1.4%、磷：0.01%、硫：0.01%，其余为铁；助剂的组成成分以及各成分所占质量百分比分别为：含65% Cr的工业用Cr添加剂；50%、磷酸铝液：27%、消泡剂：23%；
（3）将步骤（2）得到的钼基合金液注入铸造保温坩埚，对铸造机进行调试准备，将升液管预热至225℃，并安装到保温炉上，同时将沉没辊轴套模具预热至310℃，并在其内表面涂覆一层涂料，然后合模；
设定铸造参数：气源压力1Mpa、同步压力0.7Mpa、升液速度55mm/s、充型速度58mm/s、增压速度为100mm/s、结晶增压压力0.012Mpa；向沉没辊轴套模具型腔与铸造保温坩埚同时通入压缩空气，调节升液压力0.16MPa、充型压力0.16MPa，下工作罐坩埚内的钼基合金液在不同的压力的作用下经升液管沿反重力方向充填石英砂铸型，充型完成后按照设定的增压速度100mm/s继续增压，当上工作罐和下工作罐的压力的差值达到0.08MPa时进行保压，保压时间为4min；钼基合金液平稳地注入模具，同时保持沉没辊轴套模具以80转/min的速度转动；钼基合金液压力不等的作用下凝固结晶形成铸件，结晶时间控制在15s，保压时间控制在100s，卸压后取出沉没辊轴套铸件；
（4）对步骤（3）获得的沉没辊轴套铸件进行机械强度测试。
实施例3：
一种沉没辊轴套的铸造方法，烘干预热、原料熔炼、设定铸造参数、铸造、出炉；铸造为压力变化的离心铸造。
具体步骤如下：
（1）去除所需熔炼工具表面可能含有的涂料以及氧化层，清洗干净后进行烘干预热，涂覆一层保护涂料后，再次烘干以备用；
（2）按需取用钼基合金，加入感应熔炼炉中，升温至1600℃进行熔化，待其完全熔化加入助剂，搅拌均匀后获得钼基合金液；其中钼基合金的组成成分以及各成分所占质量百分比分别为：钼：9.3%、钛：4.2%、锆：3.5%、铪：1.4%、铌：2.1%、硅：1.7%、碳：2.1%、磷：0.005%、硫：0.005%，其余为铁；助剂的组成成分以及各成分所占质量百分比分别为：含65% Cr的工业用Cr添加剂；42%、磷酸铝液：30%、消泡剂：28%；
（3）将步骤（2）得到的钼基合金液注入铸造保温坩埚，对铸造机进行调试准备，将升液管预热至250℃，并安装到保温炉上，同时将沉没辊轴套模具预热至325℃，并在其内表面涂覆一层涂料，然后合模；
设定铸造参数：气源压力1.05Mpa、同步压力0.75Mpa、升液速度50mm/s、充型速度47mm/s、增压速度为100mm/s、结晶增压压力0.015Mpa；向沉没辊轴套模具型腔与铸造保温坩埚同时通入压缩空气，调节升液压力0.17MPa、充型压力0.17MPa，下工作罐坩埚内的钼基合金液在不同的压力的作用下经升液管沿反重力方向充填石英砂铸型，充型完成后按照设定的增压速度100mm/s继续增压，当上工作罐和下工作罐的压力的差值达到0.09MPa时进行保压，保压时间为5min；钼基合金液平稳地注入模具，同时保持沉没辊轴套模具以72转/min的速度转动；钼基合金液压力不等的作用下凝固结晶形成铸件，结晶时间控制在20s，保压时间控制在120s，卸压后取出沉没辊轴套铸件；
（4）对步骤（3）获得的沉没辊轴套铸件进行机械强度测试。
分别通过以上三个实施例提供的成分配比制造沉没辊轴套，并且分别对三个沉没辊轴套进行力学性能测试，实施例3最为优秀，实施例1其次，实施例2稍差，但是相比于现有沉没辊轴套也有着显著的提升。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制性技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种沉没辊轴套的铸造方法，其特征在于：烘干预热、原料熔炼、设定铸造参数、铸造、出炉；所述铸造为压力变化的离心铸造。
2.根据权利要求1所述的一种沉没辊轴套的铸造方法，其特征在于：具体步骤如下：
（1）去除所需熔炼工具表面可能含有的涂料以及氧化层，清洗干净后进行烘干预热，涂覆一层保护涂料后，再次烘干以备用；
（2）按需取用钼基合金，加入感应熔炼炉中，升温至1550～1650℃进行熔化，待其完全熔化加入助剂，搅拌均匀后获得钼基合金液；
（3）将步骤（2）得到的钼基合金液注入铸造保温坩埚，对铸造机进行调试准备，将预热的升液管安装到保温炉上，同时对沉没辊轴套模具进行预热，并在沉没辊轴套模具内表面均匀涂覆一层涂料，涂料完成后将模具合模；将铸造保温坩埚内的钼基合金液注入模具进行不等压铸造的升液、充型、保压以及卸压，同时保持模具的转动；待钼基合金液形成沉没辊轴套铸件后取出；
（4）对步骤（3）获得的沉没辊轴套铸件进行机械强度测试。
3.根据权利要求2所述的一种沉没辊轴套的铸造方法，其特征在于：所述步骤（2）中的钼基合金的组成成分以及各成分所占质量百分比分别为：钼：7.2～10.5%、钛：3.3～5.7%、锆：2.9～4.4%、铪：0.8～2.2%、铌：1.7～2.5%、硅：1.2～2.1%、碳：1.4～3.0%、磷＜0.02%、硫＜0.02%，其余为铁。
4.根据权利要求2所述的一种沉没辊轴套的铸造方法，其特征在于：所述步骤（3）的具体方法为：
将步骤（2）得到的钼基合金液注入铸造保温坩埚，对铸造机进行调试准备，将升液管预热至200～250℃，并安装到保温炉上，同时将沉没辊轴套模具预热至300～325℃，并在其内表面涂覆一层涂料，然后合模；
设定铸造参数：气源压力0.85～1.05Mpa、同步压力0.65～0.75Mpa、升液速度50～58mm/s、充型速度47～62mm/s、增压速度为100mm/s、结晶增压压力0.01～ 0.015Mpa；向沉没辊轴套模具型腔与铸造保温坩埚同时通入压缩空气，调节升液压力0.15MPa～0.17MPa、充型压力0.15MPa～0.17MPa，下工作罐坩埚内的钼基合金液在不同的压力的作用下经升液管沿反重力方向充填石英砂铸型，充型完成后按照设定的增压速度100mm/s继续增压，当上工作罐和下工作罐的压力的差值达到0.07～0.09MPa时进行保压，保压时间为3～5min；钼基合金液平稳地注入模具，同时保持沉没辊轴套模具以65～80转/min的速度转动；钼基合金液压力不等的作用下凝固结晶形成铸件，结晶时间控制在10s～20s，保压时间控制在75s～120s，卸压后取出沉没辊轴套铸件。
5.根据权利要求2所述的一种沉没辊轴套的铸造方法，其特征在于：所述助剂的组成成分以及各成分所占质量百分比分别为：含65% Cr的工业用Cr添加剂；35～50%、磷酸铝液：27～34%、消泡剂：22～38%。
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