CN1069212A

CN1069212A - 感应电渣离心铸造异形中空铸件

Info

Publication number: CN1069212A
Application number: CN 91105455
Authority: CN
Inventors: 付杰; 徐卫国; 王玉刚; 佟福生; 李中柱; 文道俊
Original assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Current assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date: 1991-08-12
Filing date: 1991-08-12
Publication date: 1993-02-24
Anticipated expiration: 2006-08-12
Also published as: CN1037246C

Abstract

本发明提供了一种制取异形中空铸件的新方法。其特征是将电渣感应炉内熔化好的金属液和熔渣一同浇入旋转的铸模内，在离心力的作用下金属和熔渣完全分离，并且在铸件外表面形成一层很薄的渣皮，在铸件的内表面形成一个较厚的热保护渣层。形成的铸件具有良好的凝固特征，所获得的铸件表面光滑，内部无缩孔、疏松和夹渣等缺陷，而且这种新方法具有设备简单、可不用自耗电极和涂料、生产成本低等优点。

Description

本发明属于金属精炼或重熔的离心铸造法生产异形中空铸件。

目前制造异形铸件的方法有电渣熔铸、普通离心铸造和电渣离心铸造。电渣熔铸方法是将金属自耗电极在异形水冷铜结晶器中重熔成异形铸件，该法产品质量高，但工艺复杂，能耗及生产成本高;普通离心铸造方法是将液态金属（通常为感应炉熔炼）浇入旋转的铸模内，铸模内壁涂有耐火涂料，用这种方法生产的铸件外层与涂料相混，内层比较粗糙，存在着严重的疏松区，甚至有缩孔;电渣离心浇铸方法是采用有衬电渣炉将自耗金属电极重熔成一定成分的液态金属，与熔渣一道（先渣后渣金同浇）浇入旋转的铸模内，熔渣在铸模与铸件外表面之间形成一层薄渣皮，在最后凝固的内表面形成一个较厚的热保护渣层，铸件具有良好的表面质量及内部冶金质量〔1〕。

本发明的目的在于减少自耗电极加工制造工序，选用一般废钢和金属料为原料，节约成本，降低电耗，同时，克服感应炉熔炼过程中熔渣温度偏低的缺点。采用感应电渣熔炼后，将熔渣和液态金属浇入旋转的金属铸模内，获得离心铸造的异形中空铸件，其内外表面光滑无缩孔及疏松等缺陷。

本发明提供了一种新的生产异形中空铸件的方法，即感应电渣离心浇铸方法。其过程是将电渣感应炉〔2〕内准备好的金属液和熔渣一同浇入立式或卧式离心机的旋转铸模内;或将感应炉内准备好的金属液及化渣炉内利用电渣过程化渣熔化的渣液，先后浇入旋转着的金属模内（先熔渣后渣金同浇），在离心力的作用下，金属和熔渣完全分离，且在铸件外表面即强制成型面形成一层很薄的渣皮，在铸件的自由表面形成一层较厚的保护渣层。形成内外壁均有熔渣保护的异形中空铸件。本发明如附图1、附图2所示。与电渣离心浇铸方法类似，铸模内壁不用涂料，形成的铸件外表面光滑，内表面（即自由表面）也较光滑，无缩孔及疏松和夹渣等缺陷。感应电渣离心浇铸采用电渣感应炉来获得液态金属和熔渣;或用化渣炉准备熔渣，用感应炉准备液态金属。

本发明工艺流程为立式离心浇铸见附图1和卧式离心浇铸见附图2。双极串联非自耗电极电渣精炼系统（1），中频感应炉（2），中间浇铸漏斗（3），立式或卧式离心机（4），包括非自耗电极电渣系统或电弧化渣系统的化渣炉（5）。

本发明熔炼过程利用感应加热使金属料或废旧金属工具、零部件在感应炉内熔化，加一定量的渣料覆盖钢液面，金属熔清后进行合金化，然后再加入适量的，具有要求成分的熔渣，利用双极串联石墨电极加热熔渣（附图3为正在熔炼的电渣感应炉），当渣温达到要求的温度后，提升电极，将熔渣和液态金属一同浇入旋转着的铸模内（先渣后渣金同浇），附图4即为正在浇铸的立式离心铸造流程图。离心机停止旋转后取出铸件。

本发明所采用的非自耗电极的加热系统，可以熔炼低炭、微炭钢类，不含炭的合金，以及特殊要求的钢或合金，获得满足各种成分和质量要求的感应电渣离心铸造异形中空铸件。

本发明熔炼和浇注过程中，渣量控制要求应满足冶炼工艺过程和浇铸形成铸件内外层渣壳的需要。渣金比一般控制在0.04-0.10之间，根据铸件单位质量表面积大小进行适当调节，以保证铸件外层渣皮厚度1～1.5mm，内层厚渣层厚度为5～15mm为原则。渣的成分则根据铸件钢类和合金种类及其质量要求来选择。

本发明优点在于充分利用现有离心浇铸车间的感应炉设备，需增设非自耗电渣熔炼的供电系统，其功率以满足炉渣加热升温的需要，按感应炉功率的20～60%选择为宜，炉渣加热时间为5～10分钟。本发明与电渣离心浇注方法相比，减少制造金属自耗电极工序，直接利用碎小的废钢，废旧金属零件及各种边角料为原料，从而降低了生产成本和电耗。同样，得到内外表面光滑，内部质量高，无缩孔、疏松和夹渣等缺陷的异形中空铸件。

本发明新建的离心铸造车间，设备简单，投资少，易于操作，可适应多种产品生产，适应性好。

本发明实施例电渣感应熔炼装置示于图3，包括感应炉和非自耗电极的电渣加热系统，离心浇铸过程示于图4，感应电渣离心浇铸导向轮毛坯示于图5。感应电渣离心浇铸GCr15V钢及Cr12MoV钢汽车钢圈轧制导向轮毛坯工艺参数见表1，实施例熔渣成分CaF₂20～30%，CaO20～35%，Al₂O₃20～35%，MgO0～6%，SiO₂5～10%，FeO＜0.5%，渣量0.8～1.5kg，渣温为1650℃～1750℃。

表1

项目工艺参数

感应炉功率

熔清前 30～35kw

熔清后 20kw

电渣加热功率 7.5～10kw

加热时间 5～10分钟

炉膛直径 φ110mm

电极直径 φ30mm

电极间距 φ60mm

电极插入深度 20mm

熔渣成分 CaF₂20～30 CaO 20～35%

Al₂O₃20～35% SiO₂5～10%

FeO<0.5% MgO 0～6%

渣温 1650℃～1750℃

渣量 0.8～1.5kg

浇注速度 10kg/min

离心机转速 700～900rpm

Claims

1、感应电渣离心铸造异形中空铸件，包括电渣供热，渣金浇入离心浇铸机的旋转铸模成型，其特征在于电渣感应炉熔炼，或者感应炉熔炼金属，化渣炉熔化渣，先将熔渣浇入旋转铸模后，渣金同时浇铸，渣量控制应保证铸件外层薄渣皮厚1～1.5mm，其内层渣层厚度为5～15mm，渣成分根据铸件钢类或金属选择。

2、根据权利要求1所述感应电渣离心铸造异形中空铸件，其特征在于实施例熔渣成分为CaF₂20～30%，CaO20～35%，Al₂O₃20～35%，MgO0～6%，SiO₂5～10%，FeO＜0.5%，渣量0.8～1.5kg，渣温1650℃～1750℃。

3、根据权利要求1、权利要求2所述的感应电渣离心铸件异形中空铸件，其特征在于电渣感应炉系统电渣加热功率和感应加热功率的适当配比，电渣加热功率为感应加热率的20～60%，加热时间为5～10分钟。