CN107812887A - 筒状薄壁不锈钢连接件防缩松铸造工艺 - Google Patents

筒状薄壁不锈钢连接件防缩松铸造工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种筒状薄壁不锈钢连接件防缩松铸造工艺，属于不锈钢铸件生产工艺技术领域。其主要包括组树、炉料准备、模壳预热、工件浇注、铸件冷却、模壳清理和去除余量几个步骤。本发明工艺生产的产品质量稳定，选择会产生缩松的部位添加余量、并在加工阶段去除余量的方案来解决薄壁缩松问题，大大提高铸件的合格率；便于清理，薄壁部位不需要通过磨浇口、打磨等工序返修外观，节省了人工成本，提高了生产效率。

Description

筒状薄壁不锈钢连接件防缩松铸造工艺
技术领域
本发明涉及一种筒状薄壁不锈钢连接件防缩松铸造工艺，属于不锈钢铸件生产工艺技术领域。
背景技术
现有技术中，航空类铸件的结构越来越复杂，冶金方面的要求也越来越高，航空类铸件铸造好后，普遍需要通过NDT技术进行无损检测。而在进行航空类铸件无损检测中，航空不锈钢熔模铸件缩松是一个很容易出现的问题。
随着航空业的发展，航空发动机的连接件壁厚越来越薄，尺寸、荧光、x-ray要求越来越高，零件的铸造工艺设计难度也越来越大。对于薄壁部位的缩松问题，传统的工艺方案是在薄壁缩松区域添加内浇口进行补缩。此方案出品率低，质量不稳定，清理成本也高，打磨后外观也不美观。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种筒状薄壁不锈钢连接件防缩松铸造工艺，选择会产生缩松的部位添加余量、并在加工阶段去除余量的方案来解决薄壁缩松问题，提高铸件的合格率。
按照本发明提供的技术方案，筒状薄壁不锈钢连接件防缩松铸造工艺主要包括如下步骤：
（1）、组树：准备好按照浇铸部件结构尺寸进行常规设计的蜡模，在该蜡模的筒状薄壁部位成型位置内侧粘贴余量蜡模，余量蜡模使得浇注的铸件的筒状薄壁部位厚度增加了一个余量的厚度，避免浇注时铸件产生缩松；
（2）、炉料准备：炉料采用17~4pH合金材料，将炉料放入坩埚内全部熔化，然后取0.1%的不锈钢除气造渣剂加入炉料中排渣，去掉炉料中的杂质；接着加入电解锰0.1~0.3%进行预脱氧，再接着加入0.05~0.15%的硅铁进行预脱氧，预脱氧后排2~3次渣，去掉炉料中的氧化物；加入复合型覆盖造渣剂保护升温，复合型覆盖造渣剂覆盖在炉料表面，隔绝空气与炉料的接触反应，同时吸附炉料中的夹杂物；升温到精炼温度1670~1680℃时，加入0.1~0.15%中间脱氧剂进行中间脱氧，去除炉料中的氧化物；排1~2次渣后，取样对合金化学成分进行光谱分析，待成份确认合格后将钢水温度调节至合金出炉温度1630~1650℃，以备浇注；
（3）、模壳预热：将模壳置于燃气焙烧炉内在1050~1150℃条件下预热1~2h，使得浇注时钢水能够顺利到达模壳内各个部位，而不至于碰到温度较低的模壳就迅速冷却成形；
（4）、工件浇注：将预热好的模壳从燃气炉中取出，置于浇注砂盘内，将准备好的炉料入茶壶包内，接着用茶壶包将钢水倒入模壳内；
（5）、铸件冷却：浇注完成后让模壳在常温下自然冷却30~40min，使得工件冷却成形，然后将模壳取出浇注砂盘并转移至待清理区；
（6）、模壳清理：用震壳机在3~5Mpa压力下震去冷却后的模壳，用切割机将浇道及浇口切去；
（7）、去除余量：将去壳的铸件放置在车床上，将铸件的筒状薄壁部位多余的余量切割去除，得到需要的工件尺寸。
进一步的，中间脱氧剂为硅钙合金。
进一步的，炉料中各化学成分质量百分比需要满足以下范围要求：C：≤0.06%，Mn：≤0.70%，Si：0.5~1%，P：≤0.025%，Ni：3.80~4.50%，Cr：15.80~16.70%，Cu：2.90~3.40%，Nb：0.15~0.40%，Al：≤0.05%，S：≤0.025%，Sn：≤0.02%，N：≤0.04%，Ta：≤0.045%。
进一步的，每包炉料钢水从出炉至浇入模壳完成的时间应控制在20s以内。
进一步的，余量蜡模的厚度范围为6~8mm。
本发明与已有技术相比具有以下优点：
本发明工艺生产的产品质量稳定，选择会产生缩松的部位添加余量、并在加工阶段去除余量的方案来解决薄壁缩松问题，大大提高铸件的合格率；便于清理，薄壁部位不需要通过磨浇口、打磨等工序返修外观，节省了人工成本，提高了生产效率。
具体实施方式
下面本发明将结合实施例作进一步描述：
文中所述的各个物质成分均为质量百分比，本发明应用在筒状薄壁不锈钢连接件生产中的工艺，主要包括如下步骤：
（1）、组树：准备好按照浇铸部件结构尺寸进行常规设计的蜡模，在该蜡模的筒状薄壁部位成型位置内侧粘贴余量蜡模，该余量蜡模的厚度范围为6mm。余量蜡模使得浇注的铸件的筒状薄壁部位厚度增加了一个余量的厚度，避免浇注时铸件产生缩松。
（2）、炉料准备：取100kg17~4pH合金材料放入坩埚内全部熔化，然后取0.1kg的不锈钢除气造渣剂加入炉料中排渣，去掉炉料中的杂质；接着加入电解锰0.1kg进行预脱氧，再接着加入0.05kg的硅铁进行预脱氧，预脱氧后排2次渣，去掉炉料中的氧化物；加入复合型覆盖造渣剂保护升温，复合型覆盖造渣剂覆盖在炉料表面，隔绝空气与炉料的接触反应，同时吸附炉料中的夹杂物；升温到精炼温度1670℃时，加入0.1kg硅钙合金进行中间脱氧，去除炉料中的氧化物；排2次渣后，取样对合金化学成分进行光谱分析，待成份确认合格后将钢水温度调节至合金出炉温度1630℃，以备浇注；
所述炉料中各化学成分质量百分比需要满足以下范围要求：C：≤0.06%，Mn：≤0.70%，Si：0.5~1%，P：≤0.025%，Ni：3.80~4.50%，Cr：15.80~16.70%，Cu：2.90~3.40%，Nb：0.15~0.40%，Al：≤0.05%，S：≤0.025%，Sn：≤0.02%，N：≤0.04%，Ta：≤0.045%。
（3）、模壳预热：将模壳置于燃气焙烧炉内在1050℃条件下预热1h，使得浇注时钢水能够顺利到达模壳内各个部位，而不至于碰到温度较低的模壳就迅速冷却成形；
（4）、工件浇注：将预热好的模壳从燃气炉中取出，置于浇注砂盘内，将准备好的炉料入茶壶包内，接着用茶壶包将钢水倒入模壳内；
（5）、铸件冷却：浇注完成后让模壳在常温下自然冷却30min，使得工件冷却成形，然后将模壳取出浇注砂盘并转移至待清理区；
（6）、模壳清理：用震壳机在3Mpa压力下震去冷却后的模壳，用切割机将浇道及浇口切去；
（7）、去除余量：将去壳的铸件放置在车床上，将铸件的筒状薄壁部位多余的余量切割去除，得到需要的工件尺寸。
所述每包炉料钢水从出炉至浇入模壳完成的时间应控制在20s以内。
本发明应用在筒状薄壁不锈钢连接件生产中的工艺，主要包括如下步骤：
（1）、组树：准备好按照浇铸部件结构尺寸进行常规设计的蜡模，在该蜡模的筒状薄壁部位成型位置内侧粘贴余量蜡模，该余量蜡模的厚度范围为8mm。余量蜡模使得浇注的铸件的筒状薄壁部位厚度增加了一个余量的厚度，避免浇注时铸件产生缩松。
（2）、炉料准备：取150kg17~4pH合金材料放入坩埚内全部熔化，然后取0.15kg的不锈钢除气造渣剂加入炉料中排渣，去掉炉料中的杂质；接着加入电解锰0.15kg进行预脱氧，再接着加入0.075kg的硅铁进行预脱氧，预脱氧后排3次渣，去掉炉料中的氧化物；加入复合型覆盖造渣剂保护升温，复合型覆盖造渣剂覆盖在炉料表面，隔绝空气与炉料的接触反应，同时吸附炉料中的夹杂物；升温到精炼温度1680℃时，加入0.15kg硅钙合金进行中间脱氧，去除炉料中的氧化物；排2次渣后，取样对合金化学成分进行光谱分析，待成份确认合格后将钢水温度调节至合金出炉温度1650℃，以备浇注；
所述炉料中各化学成分质量百分比需要满足以下范围要求：C：≤0.06%，Mn：≤0.70%，Si：0.5~1%，P：≤0.025%，Ni：3.80~4.50%，Cr：15.80~16.70%，Cu：2.90~3.40%，Nb：0.15~0.40%，Al：≤0.05%，S：≤0.025%，Sn：≤0.02%，N：≤0.04%，Ta：≤0.045%。
（3）、模壳预热：将模壳置于燃气焙烧炉内在1150℃条件下预热2h，浇注时钢水能够顺利到达模壳内各个部位，而不至于碰到温度较低的模壳就迅速冷却成形；
（4）、工件浇注：将预热好的模壳从燃气炉中取出，置于浇注砂盘内，将准备好的炉料入茶壶包内，接着用茶壶包将钢水倒入模壳内；
（5）、铸件冷却：浇注完成后让模壳在常温下自然冷却40min，然后将模壳取出浇注砂盘并转移至待清理区，使得工件冷却成形，；
（6）、模壳清理：用震壳机在5Mpa压力下震去冷却后的模壳，用切割机将浇道及浇口切去；
（7）、去除余量：将去壳的铸件放置在车床上，将铸件的筒状薄壁部位多余的余量切割去除，得到需要的工件尺寸。
所述每包炉料钢水从出炉至浇入模壳完成的时间应控制在20s以内。

Claims (5)

1.一种筒状薄壁不锈钢连接件防缩松铸造工艺，其特征是：主要包括如下步骤：
（1）、组树：准备好按照浇铸部件结构尺寸进行常规设计的蜡模，在该蜡模的筒状薄壁部位成型位置内侧粘贴余量蜡模；
（2）、炉料准备：炉料采用17~4pH合金材料，将炉料放入坩埚内全部熔化，然后取0.1%的不锈钢除气造渣剂加入炉料中排渣；接着加入电解锰0.1~0.3%进行预脱氧，再接着加入0.05~0.15%的硅铁进行预脱氧，预脱氧后排2~3次渣；加入复合型覆盖造渣剂保护升温，复合型覆盖造渣剂覆盖在炉料表面；升温到精炼温度1670~1680℃时，加入0.1~0.15%中间脱氧剂进行中间脱氧；排1~2次渣后，取样对合金化学成分进行光谱分析，待成份确认合格后将钢水温度调节至合金出炉温度1630~1650℃，以备浇注；
（3）、模壳预热：将模壳置于燃气焙烧炉内在1050~1150℃条件下预热1~2h；
（4）、工件浇注：将预热好的模壳从燃气炉中取出，置于浇注砂盘内，将准备好的炉料入茶壶包内，接着用茶壶包将钢水倒入模壳内；
（5）、铸件冷却：浇注完成后让模壳在常温下自然冷却30~40min，然后将模壳取出浇注砂盘并转移至待清理区；
（6）、模壳清理：用震壳机在3~5Mpa压力下震去冷却后的模壳，用切割机将浇道及浇口切去；
（7）、去除余量：将去壳的铸件放置在车床上，将铸件的筒状薄壁部位多余的余量切割去除。
2.如权利要求1所述的筒状薄壁不锈钢连接件防缩松铸造工艺，其特征是：所述中间脱氧剂为硅钙合金。
3.如权利要求1所述的筒状薄壁不锈钢连接件防缩松铸造工艺，其特征是：所述炉料中各化学成分质量百分比需要满足以下范围要求：C：≤0.06%，Mn：≤0.70%，Si：0.5~1%，P：≤0.025%，Ni：3.80~4.50%，Cr：15.80~16.70%，Cu：2.90~3.40%，Nb：0.15~0.40%，Al：≤0.05%，S：≤0.025%，Sn：≤0.02%，N：≤0.04%，Ta：≤0.045%。
4.如权利要求1所述的筒状薄壁不锈钢连接件防缩松铸造工艺，其特征是：所述每包炉料钢水从出炉至浇入模壳完成的时间应控制在20s以内。
5.如权利要求1所述的筒状薄壁不锈钢连接件防缩松铸造工艺，其特征是：所述余量蜡模的厚度范围为6~8mm。
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