CN108504921A - 一种无油机转子座及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种无油机转子座及制备方法，重新调整了转子座的合金配方，添加多元合金元素，提高性能，并在制造过程中采用二次瞬时多元合金复合孕育的工艺，细化了基体组织，并采用覆膜薄壳型阶梯浇注熊，铸件均衡凝固，各部性能一致，其成品率及机械性能提高，同时缩短了工艺流程。
Description
技术领域
本发明涉及一种无油机转子座及制备方法。
背景技术
转子座是无油机的必需部件，传统工艺制备的转子座普遍存在机械性能低的缺点，例如抗拉强度、硬度等方面不能满足现代工业的需求，导致转子使用周期短，易磨损，增加了企业的成本，并且传统工艺中铸件要经过热处理等多种工序，成本高，铸造时间长，效率低，另外传统工艺制备转子座成品率低，大部分铸件性能不能保障，需迫切得到改进。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种无油机转子座及制备方法，以改善转子座的机械性能，提高成品率。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种无油机转子座，其成分及质量％计包含：
2.7～2.9％的C；
1.3～1.8％的Si；
0.04～0.06％的Al；
0.025～0.03％的B；
0.05～0.07％的Sn；
0.015～0.025％的P；
0.01～0.015％的Ga；
0.3～0.5％的Mn；
0.06～0.08％的W；
0.9～1.6％的Cu；
0.05～0.08％的Mo；
余量为Fe和不可避免的杂质。
进一步，所述无油机转子座的最优配比：2.8％的C；1.6％的Si；0.05％的Al；0.028％的B；0.06％的Sn；0.02％的P；0.012％的Ga；0.4％的Mn；0.07％的W；1.2％的Cu；0.07％的Mo；余量为Fe和不可避免的杂质。
一种无油机转子座的制造方法，包括以下步骤：
(1)熔炼
中频感应电炉中进行合金的熔炼铁液，依次加入生铁、铝、碳、铜、锰铁、硼、硅铁、磷铁合金，熔炼后得到的合金液控制温度为1550-1600℃，保温40-50min；
(2)球包孕育
预先在球化包中加入多元合金块，包括钼、镓、锡及钨，铁液浇入同时添加0.5％硅钡钙和0.2％硅铁孕育剂，孕育处理；
(3)随流瞬时二次孕育和浇注
首先在浇包嘴流道内安装陶瓷过滤网，过滤铁液，铁液自球化包经浇包嘴采用三级阶梯型开放式浇注系统进入模具型腔，铸型为覆膜砂壳型，横浇道为环绕式，内浇口为多点分散扁平状，顶部设排气冒口，且同时加入含0.2％硅钡钙孕育剂及0.1％的Re-Si-Ba-Ca-Bi孕育剂二次孕育处理，且硅钡钙孕育剂中含重量份0.5％的钨镧合金颗粒，浇注温度1430-1480℃。
进一步，所述(3)中Re-Si-Ba-Ca-Bi高效孕育剂中成分质量％计：硅：45-57％，钡：3-8％，钙：1.3-1.6％，Bi：0.05-0.06％，余量为铁及不可避免杂质。
进一步，所述(3)模具型腔中在铸件厚大断面处设冷铁。
本发明的有益效果：转子座中添加多元合金微量元素，并在制造中采用二次瞬时多元合金复合孕育剂对铸水进行孕育处理，细化了基体组织，改善球化状态，使石墨球数增加，并采用覆膜砂壳型阶梯型浇注无冒口工艺，铸件均衡同时凝固，显著提高了抗拉强度、延伸率及成品率。
具体实施方式
以下结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。
一种无油机转子座，其成分及质量％计包含：
2.7～2.9％的C；1.3～1.8％的Si；0.04～0.06％的Al；0.025～0.03％的B；0.05～0.07％的Sn；0.015～0.025％的P；0.01～0.015％的Ga；0.3～0.5％的Mn；0.06～0.08％的W；0.9～1.6％的Cu；0.05～0.08％的Mo；余量为Fe和不可避免的杂质。
通过多元合金元素加入提升转子座性能，硼配合硅、锰、钼、碳等形成共晶化合物及硼碳化合物，提高抗拉强度及硬度，添加磷、镓、锡等提高转子座的硬度，综合提升转子座机械性能。
进一步，所述无油机转子座的最优配比：2.8％的C；1.6％的Si；0.05％的Al；0.028％的B；0.06％的Sn；0.02％的P；0.012％的Ga；0.4％的Mn；0.07％的W；1.2％的Cu；0.07％的Mo；余量为Fe和不可避免的杂质。
一种无油机转子座的制造方法，包括以下步骤：
(1)熔炼
中频感应电炉中进行合金的熔炼铁液，依次加入生铁、铝、碳、铜、锰铁、硼、硅铁、磷铁合金，熔炼后得到的合金液控制温度为1550-1600℃，保温40-50min；
(2)球包孕育
预先在球化包中加入多元合金块，包括钼、镓、锡及钨，铁液浇入同时添加0.5％硅钡钙和0.2％硅铁孕育剂，孕育处理；
(3)随流瞬时二次孕育和浇注
首先在浇包嘴流道内安装陶瓷过滤网，过滤铁液，铁液纯净，铁液自球化包经浇包嘴采用三级阶梯型开放式浇注系统进入模具型腔，铸型为覆膜砂壳型，横浇道为环绕式，内浇口为多点分散扁平状，顶部设排气冒口，采用覆膜砂壳型阶梯型浇注系统，避免铸件局部过热，铸件各部位性能一致，同时促进均衡凝固，且同时加入含0.2％硅钡钙孕育剂及0.1％的Re-Si-Ba-Ca-Bi孕育剂二次孕育处理，且硅钡钙孕育剂中含重量份0.5％的钨镧合金颗粒，进一步细化基体组织，增加球墨数量，提高产品性能，浇注温度1430-1480℃。
作为进一步优化，所述(3)中Re-Si-Ba-Ca-Bi高效孕育剂中成分质量％计：硅：45-57％，钡：3-8％，钙：1.3-1.6％，Bi：0.05-0.06％，余量为铁及不可避免杂质。
作为进一步优化，所述(3)模具型腔中在铸件厚大断面处设冷铁，整体冷却。
实施例1
一种无油机转子座，其成分及质量％计包含：
2.7％的C；1.3％的Si；0.04％的Al；0.025％的B；0.05％的Sn；0.015％的P；0.01％的Ga；0.3％的Mn；0.06％的W；0.9％的Cu；0.05％的Mo；余量为Fe和不可避免的杂质。
一种无油机转子座的制造方法，包括以下步骤：
(1)熔炼
中频感应电炉中进行合金的熔炼铁液，根据预定铁液重量，根据成分占比，依次加入生铁、铝、碳、铜、锰铁、硼、硅铁、磷铁合金，熔炼后得到的合金液控制温度为1550-1600℃，保温40-50min；
(2)球包孕育
预先在球化包中加入多元合金块，包括钼、镓、锡及钨，铁液浇入同时添加0.5％硅钡钙和0.2％硅铁孕育剂(市面常规产品)，孕育处理，初次孕育，细化基体组织，改善球化状态；
(3)随流瞬时二次孕育和浇注
首先在浇包嘴流道内安装陶瓷过滤网，过滤铁液，铁液纯净，铁液自球化包经浇包嘴采用三级阶梯型开放式浇注系统进入模具型腔，铸型为覆膜砂壳型，横浇道为环绕式，内浇口为多点分散扁平状，顶部设排气冒口，铸件厚重断加冷铁，采用覆膜砂壳型阶梯型浇注系统，避免铸件局部过热，铸件各部位性能一致，同时促进均衡凝固，且同时加入含0.2％硅钡钙孕育剂(市面常规产品)及0.1％的Re-Si-Ba-Ca-Bi孕育剂二次孕育处理，且硅钡钙孕育剂中含重量份0.5％的钨镧合金颗粒，进一步细化基体组织，增加球墨数量，提高产品性能，其中Re-Si-Ba-Ca-Bi高效孕育剂中成分质量％计：硅：45％，钡：3％，钙：1.3％，Bi：0.05％，余量为铁及不可避免杂质，浇注温度1430-1480℃。
并且本实施例中，覆膜砂进入阀板模腔，采用射砂机，压力控制在0.5-0.8MPa，次数为5次，间隔4s，且射入前对阀板模腔加热至195℃，另外型腔内含冷却水道，便于物理控制冷却速度。
实施例2
一种无油机转子座，其成分及质量％计包含：
2.9％的C；1.8％的Si；0.06％的Al；0.03％的B；0.07％的Sn；0.025％的P；0.015％的Ga；0.5％的Mn；0.08％的W；1.6％的Cu；0.08％的Mo；余量为Fe和不可避免的杂质。
一种无油机转子座的制造方法，包括以下步骤：
(1)熔炼
中频感应电炉中进行合金的熔炼铁液，根据预定铁液重量，根据成分占比，依次加入生铁、铝、碳、铜、锰铁、硼、硅铁、磷铁合金，熔炼后得到的合金液控制温度为1550-1600℃，保温40-50min；
(2)球包孕育
预先在球化包中加入多元合金块，包括钼、镓、锡及钨，铁液浇入同时添加0.5％硅钡钙和0.2％硅铁孕育剂(市面常规产品)，孕育处理，初次孕育，细化基体组织，改善球化状态；
(3)随流瞬时二次孕育和浇注
首先在浇包嘴流道内安装陶瓷过滤网，过滤铁液，铁液纯净，铁液自球化包经浇包嘴采用三级阶梯型开放式浇注系统进入模具型腔，铸型为覆膜砂壳型，横浇道为环绕式，内浇口为多点分散扁平状，顶部设排气冒口，铸件厚大断面处设冷铁，整体冷却，采用覆膜砂壳型阶梯型浇注系统，避免铸件局部过热，铸件各部位性能一致，同时促进均衡凝固，且同时加入含0.2％硅钡钙孕育剂及0.1％的Re-Si-Ba-Ca-Bi孕育剂二次孕育处理，且硅钡钙孕育剂中含重量份0.5％的钨镧合金颗粒，进一步细化基体组织，增加球墨数量，提高产品性能，其中Re-Si-Ba-Ca-Bi高效孕育剂中成分质量％计：硅：57％，钡：8％，钙：1.6％，Bi：0.06％，余量为铁及不可避免杂质，浇注温度1430-1480℃。
实施例3
一种无油机转子座，其成分及质量％计包含：
2.8％的C；1.6％的Si；0.05％的Al；0.028％的B；0.06％的Sn；0.02％的P；0.012％的Ga；0.4％的Mn；0.07％的W；1.2％的Cu；0.07％的Mo；余量为Fe和不可避免的杂质。
一种无油机转子座的制造方法，包括以下步骤：
(1)熔炼
中频感应电炉中进行合金的熔炼铁液，根据预定铁液重量，根据成分占比，依次加入生铁、铝、碳、铜、锰铁、硼、硅铁、磷铁合金，熔炼后得到的合金液控制温度为1550-1600℃，保温40-50min；
(2)球包孕育
预先在球化包中加入多元合金块，包括钼、镓、锡及钨，铁液浇入同时添加0.5％硅钡钙和0.2％硅铁孕育剂(市面常规产品)，孕育处理，初次孕育，细化基体组织，改善球化状态；
(3)随流瞬时二次孕育和浇注
首先在浇包嘴流道内安装陶瓷过滤网，过滤铁液，铁液纯净，铁液自球化包经浇包嘴采用三级阶梯型开放式浇注系统进入模具型腔，铸型为覆膜砂壳型，横浇道为环绕式，内浇口为多点分散扁平状，顶部设排气冒口，铸件厚大断面处设冷铁，整体冷却，采用覆膜砂壳型阶梯型浇注系统，避免铸件局部过热，铸件各部位性能一致，同时促进均衡凝固，且同时加入含0.2％硅钡钙孕育剂及0.1％的Re-Si-Ba-Ca-Bi孕育剂二次孕育处理，且硅钡钙孕育剂中含重量份0.5％的钨镧合金颗粒，进一步细化基体组织，增加球墨数量，提高产品性能，其中Re-Si-Ba-Ca-Bi高效孕育剂中成分质量％计：Re-Si-Ba-Ca-Bi高效孕育剂中成分质量％计：硅：50％，钡：6％，钙：1.5％，Bi：0.05％，余量为铁及不可避免杂质，浇注温度1430-1480℃。
之后并对铸件进行检测，如表1所示，
表一
| 名称 | 抗拉强度MPa | 成品率 | 硬度HB |
| 实施例1 | 280-320 | 95 | 210-230 |
| 实施例2 | 280-315 | 94 | 215-228 |
| 实施例3 | 275-330 | 96 | 220-235 |
从发明实施例的结果来看，采用本发明的配方及制造工艺，制备的转子座从抗拉强度、成品率及硬度等各方面要强于传统工艺制备的转子，传统工艺制备的转子，抗拉强度在260-280MPa之间，成品率在35％左右，硬度在170-210HB之间，并且对铸件取样进行金相组织和性能的检测，石墨球化级别为2级，石墨大小为6级，且磁粉探伤检测符合标准，着色探伤检测和超声波探伤检测符合标准，铸件质量和性能符合要求。
当然，以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。
Claims (5)
1.一种无油机转子座，其特征在于，其成分及质量％计包含：
2.7～2.9％的C；
1.3～1.8％的Si；
0.04～0.06％的Al；
0.025～0.03％的B；
0.05～0.07％的Sn；
0.015～0.025％的P；
0.01～0.015％的Ga；
0.3～0.5％的Mn；
0.06～0.08％的W；
0.9～1.6％的Cu；
0.05～0.08％的Mo；
余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种无油机转子座，其特征在于，所述无油机转子座的最优配比：2.8％的C；1.6％的Si；0.05％的Al；0.028％的B；0.06％的Sn；0.02％的P；0.012％的Ga；0.4％的Mn；0.07％的W；1.2％的Cu；0.07％的Mo；余量为Fe和不可避免的杂质。
3.一种无油机转子座的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)熔炼
中频感应电炉中进行合金的熔炼铁液，依次加入生铁、铝、碳、铜、锰铁、硼、硅铁、磷铁合金，熔炼后得到的合金液控制温度为1550-1600℃，保温40-50min；
(2)球包孕育
预先在球化包中加入多元合金块，包括钼、镓、锡及钨，铁液浇入同时添加0.5％硅钡钙和0.2％硅铁孕育剂，孕育处理；
(3)随流瞬时二次孕育和浇注
首先在浇包嘴流道内安装陶瓷过滤网，过滤铁液，铁液自球化包经浇包嘴采用三级阶梯型开放式浇注系统进入模具型腔，铸型为覆膜砂壳型，横浇道为环绕式，内浇口为多点分散扁平状，顶部设排气冒口，且同时加入含0.2％硅钡钙孕育剂及0.1％的Re-Si-Ba-Ca-Bi孕育剂二次孕育处理，且硅钡钙孕育剂中含重量份0.5％的钨镧合金颗粒，浇注温度1430-1480℃。
4.根据权利要求3所述的一种无油机转子座的制造方法，其特征在于，所述(3)中Re-Si-Ba-Ca-Bi高效孕育剂中成分质量％计：硅：45-57％，钡：3-8％，钙：1.3-1.6％，Bi：0.05-0.06％，余量为铁及不可避免杂质。
5.根据权利要求3所述的一种无油机转子座的制造方法，其特征在于，所述(3)模具型腔中在铸件厚大断面处设冷铁。
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