CN109622885A - 铝合金冷凝式锅炉片的生产工艺 - Google Patents

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    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon

Abstract

本发明涉及一种铝合金冷凝式锅炉片的生产工艺，属于冷凝式锅炉用锅炉片生产制造领域。包括以下步骤：(1)覆膜砂制芯方法制取水道芯和积热锥砂型；(2)水道芯外表面涂覆耐火涂料后，与积热锥砂型组合，放置到专用模具中，采用重力铸造，用熔炼铝液进行重力浇注，得铸件毛坯；(3)对铸件毛坯进行固溶时效处理，清理，再机械加工，得铝合金冷凝式锅炉片。本发明所得的铝合金锅炉片，热交换性能好、成品率高、成本低、外观美丽、综合性能稳，满足低排放冷凝式锅炉的要求。

Description

铝合金冷凝式锅炉片的生产工艺
技术领域
本发明涉及一种铝合金冷凝式锅炉片的生产工艺，属于冷凝式锅炉用锅炉片生产制造领域。
背景技术
目前铝合金冷凝式锅炉片的生产领域，主要的工艺方法有一种，一种是粘土砂造型加覆膜砂芯铸造的方法，另一种是冷芯盒树脂砂型加覆膜砂芯的铸造方法。
第一种工艺方法的弊端是粘土砂外型含大约3-4.5％的水分，铸造时产品容易产生呛火、气孔缺陷，而且因粘土砂型硬度不高，容易产生涨箱胀砂缺陷，无法保证锅炉片的壁厚均匀，从而导致锅炉片的热交换能力与设计有较大偏差。
第二种工艺的弊端是生产成本较高，其原因是虽然采用壳芯工艺，但是砂铝比仍然达到4-6:1，较高用砂量导致产品的市场竞争优势较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种铝合金冷凝式锅炉片的生产工艺，所得的铝合金锅炉片，热交换性能好、成品率高、成本低、外观美丽、综合性能稳，满足低排放冷凝式锅炉的要求。
本发明所述的铝合金冷凝式锅炉片的生产工艺，包括以下步骤：
(1)覆膜砂制芯方法制取水道芯和积热锥砂型；
(2)水道芯外表面涂覆耐火涂料后，与积热锥砂型组合，放置到专用模具中，采用重力铸造，用熔炼铝液进行重力浇注，得铸件毛坯；
(3)对铸件毛坯进行固溶时效处理，清理，再机械加工，得铝合金冷凝式锅炉片。
所述的覆膜砂制芯方法，采用50-100目热固性酚醛树脂覆膜砂，发气量≤8ml/g，常温抗弯强度≥4MPa，热态抗弯强度≥4MPa。
所述的覆膜砂制芯方法，采用高温焙烧砂；覆膜砂用量不超过产品重量的1.5倍。
所述的耐火涂料是为水基刚玉涂料。
所述的重力铸造，采用倾转式重力铸造，包括至少三段倾转速度。三段倾转速度为慢、快、慢。第一段倾转角度0-20°，时间3-8秒；第二段倾转角度21-70°，时间3-8秒；倾转角度71-90°，时间3-8秒。
所述的熔炼铝液采用天燃气熔铝炉熔炼所得。
所述的熔炼铝液的材质为ZL104。
所述的专用模具为随形的铸铁模框，包括浇注系统、加热、保温、冷却和抽真空系统。
所述的固溶时效处理，采用T6处理工艺，固溶保温时间为4-6小时，时效保温时间为6-8小时。
所述的对铝合金冷凝式锅炉片检验，得合格品。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明所得的铝合金锅炉片，热交换性能好、成品率高、成本低、外观美丽、综合性能稳，满足低排放冷凝式锅炉的要求。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案作进一步清楚、完整地描述：
实施例1
一种0.5吨全预混高效冷凝锅炉，热效率为108.9％，氮氧化物排量8㎎/m3，要求锅炉片热交换性能高、耐腐蚀性能好、气密性高，壁厚5㎜±0.5毫米，要求装配尺寸精确。锅炉片分为前片、中片、后片三种，每个锅炉用前后片各1片，中片6片。
所述的铝合金冷凝式锅炉片的生产工艺，包括以下步骤：
(1)覆膜砂制芯方法制取水道芯和积热锥砂型；覆膜砂制芯方法，采用50目热固性酚醛树脂覆膜砂，发气量≤8ml/g，常温抗弯强度≥4MPa，热态抗弯强度≥4MPa。覆膜砂用量为产品重量的1.2倍。采用高温焙烧砂。
发气量是指的覆膜砂的发气量。属于覆膜砂的常规技术参数。之所以叫覆膜砂，就是砂粒表面覆盖了一层树脂膜，在加温到230℃时，树脂膜把砂粒粘结在一起后固化变成砂芯。砂芯在遇到高温的铝液时，表面的树脂要燃烧并释放气体，释放气体的多少也就是发气量。一般覆膜砂发气量在15-25≤8ml/g，这里所选的发气量是一种特制的极低发气量。
(2)水道芯外表面涂覆耐火涂料后，耐火涂料是为水基刚玉涂料。
与积热锥砂型组合，放置到专用模具中，专用模具为随形的铸铁模框，包括浇注系统、加热、保温、冷却和抽真空系统。
积热锥是指锅炉片本体上为了增加换热面积而设置了很多圆柱，行业名称为积热锥，积攒热量的圆锥。积热锥砂型，就是造出积热锥的模子。
随形，就是随着产品的形状。
采用重力铸造，采用天燃气熔铝炉熔炼ZL104后，重力浇注，采用倾转式重力铸造，包括至少三段倾转速度。三段倾转速度为慢、快、慢。第一段倾转角度0°，时间5秒；第二段倾转角度21°，时间5秒；第三段倾转角度71°，时间5秒。
得铸件毛坯；
(3)对铸件毛坯进行固溶时效处理，采用T6处理工艺，固溶保温时间为4小时，时效保温时间为6小时。清理，再机械加工，然后，对铝合金冷凝式锅炉片检验，得铝合金冷凝式锅炉片合格品。
产品去除内腔和表面的残砂，清理掉飞边毛刺，整体用不锈钢丸喷砂处理后，按照图纸加工出进出水孔和连接装配尺寸，然后，对铝合金冷凝式锅炉片检验，得铝合金冷凝式锅炉片合格品。
采用这种工艺后，锅炉片成品率控制在90％以上，满足热交换性能高、耐腐蚀性能好、气密性高，壁厚均匀符合图纸，装配尺寸精确，成本低、外观美丽、综合性能稳定，满足全预混高效冷凝锅炉的要求。
实施例2
一种0.6吨全预混高效冷凝锅炉，热效率为108.7％，氮氧化物排量8㎎/m3，要求锅炉片热交换性能高、耐腐蚀性能好、气密性高，壁厚5㎜±0.5毫米，要求装配尺寸精确。锅炉片分为前片、中片、后片三种，每个锅炉用前后片各1片，中片6片。
所述的铝合金冷凝式锅炉片的生产工艺，包括以下步骤：
(1)覆膜砂制芯方法制取水道芯和积热锥砂型；覆膜砂制芯方法，采用100目热固性酚醛树脂覆膜砂，发气量≤8ml/g，常温抗弯强度≥4MPa，热态抗弯强度≥4MPa。覆膜砂用量为产品重量的1.3倍。采用高温焙烧砂。
发气量是指的覆膜砂的发气量。属于覆膜砂的常规技术参数。之所以叫覆膜砂，就是砂粒表面覆盖了一层树脂膜，在加温到230℃时，树脂膜把砂粒粘结在一起后固化变成砂芯。砂芯在遇到高温的铝液时，表面的树脂要燃烧并释放气体，释放气体的多少也就是发气量。一般覆膜砂发气量在15-25≤8ml/g，这里所选的发气量是一种特制的极低发气量。
(2)水道芯外表面涂覆耐火涂料后，耐火涂料是为水基刚玉涂料。
与积热锥砂型组合，放置到专用模具中，专用模具为随形的铸铁模框，包括浇注系统、加热、保温、冷却和抽真空系统。
积热锥是指锅炉片本体上为了增加换热面积而设置了很多圆柱，行业名称为积热锥，积攒热量的圆锥。积热锥砂型，就是造出积热锥的模子。
随形，就是随着产品的形状。
采用重力铸造，采用天燃气熔铝炉熔炼ZL104后，重力浇注，采用倾转式重力铸造，包括至少三段倾转速度。
三段倾转速度为慢、快、慢。第一段倾转角度20°，时间3秒；第二段倾转角度50°，时间3秒；第三段倾转角度80°，时间8秒。
得铸件毛坯；
(3)对铸件毛坯进行固溶时效处理，采用T6处理工艺，固溶保温时间为5小时，时效保温时间为8小时。清理，再机械加工，然后，对铝合金冷凝式锅炉片检验，得铝合金冷凝式锅炉片合格品。
产品去除内腔和表面的残砂，清理掉飞边毛刺，整体用不锈钢丸喷砂处理后，按照图纸加工出进出水孔和连接装配尺寸，然后，对铝合金冷凝式锅炉片检验，得铝合金冷凝式锅炉片合格品。
采用这种工艺后，锅炉片成品率控制在90％以上，满足热交换性能高、耐腐蚀性能好、气密性高，壁厚均匀符合图纸，装配尺寸精确，成本低、外观美丽、综合性能稳定，满足全预混高效冷凝锅炉的要求。
实施例3
一种0.8吨全预混高效冷凝锅炉，热效率为108.6％，氮氧化物排量8㎎/m3，要求锅炉片热交换性能高、耐腐蚀性能好、气密性高，壁厚5㎜±0.5毫米，要求装配尺寸精确。锅炉片分为前片、中片、后片三种，每个锅炉用前后片各1片，中片6片。
所述的铝合金冷凝式锅炉片的生产工艺，包括以下步骤：
(1)覆膜砂制芯方法制取水道芯和积热锥砂型；覆膜砂制芯方法，采用80目热固性酚醛树脂覆膜砂，发气量≤8ml/g，常温抗弯强度≥4MPa，热态抗弯强度≥4MPa。覆膜砂用量为产品重量的1.4倍。采用高温焙烧砂。
发气量是指的覆膜砂的发气量。属于覆膜砂的常规技术参数。之所以叫覆膜砂，就是砂粒表面覆盖了一层树脂膜，在加温到230℃时，树脂膜把砂粒粘结在一起后固化变成砂芯。砂芯在遇到高温的铝液时，表面的树脂要燃烧并释放气体，释放气体的多少也就是发气量。一般覆膜砂发气量在15-25≤8ml/g，这里所选的发气量是一种特制的极低发气量。
(2)水道芯外表面涂覆耐火涂料后，耐火涂料是为水基刚玉涂料。
与积热锥砂型组合，放置到专用模具中，专用模具为随形的铸铁模框，包括浇注系统、加热、保温、冷却和抽真空系统。
积热锥是指锅炉片本体上为了增加换热面积而设置了很多圆柱，行业名称为积热锥，积攒热量的圆锥。积热锥砂型，就是造出积热锥的模子。
随形，就是随着产品的形状。
采用重力铸造，采用天燃气熔铝炉熔炼ZL104后，重力浇注，采用倾转式重力铸造，包括至少三段倾转速度。
三段倾转速度为慢、快、慢。第一段倾转角度15°，时间8秒；第二段倾转角度70°，时间8秒；第三段倾转角度90°，时间3秒。
得铸件毛坯；
(3)对铸件毛坯进行固溶时效处理，采用T6处理工艺，固溶保温时间为6小时，时效保温时间为7小时。清理，再机械加工，然后，对铝合金冷凝式锅炉片检验，得铝合金冷凝式锅炉片合格品。
产品去除内腔和表面的残砂，清理掉飞边毛刺，整体用不锈钢丸喷砂处理后，按照图纸加工出进出水孔和连接装配尺寸，然后，对铝合金冷凝式锅炉片检验，得铝合金冷凝式锅炉片合格品。
采用这种工艺后，锅炉片成品率控制在90％以上，满足热交换性能高、耐腐蚀性能好、气密性高，壁厚均匀符合图纸，装配尺寸精确，成本低、外观美丽、综合性能稳定，满足全预混高效冷凝锅炉的要求。
实施例4
一种1吨全预混高效冷凝锅炉，热效率为108.9％，氮氧化物排量8㎎/m3，要求锅炉片热交换性能高、耐腐蚀性能好、气密性高，壁厚5㎜±0.5毫米，要求装配尺寸精确。锅炉片分为前片、中片、后片三种，每个锅炉用前后片各1片，中片14片。
本发明所述的铝合金冷凝式锅炉片的生产工艺，包括以下步骤：
(1)覆膜砂制芯方法制取水道芯和积热锥砂型；覆膜砂制芯方法，采用90目热固性酚醛树脂覆膜砂，发气量≤8ml/g，常温抗弯强度≥4MPa，热态抗弯强度≥4MPa。覆膜砂用量为产品重量的1.5倍。采用高温焙烧砂。
发气量是指的覆膜砂的发气量。属于覆膜砂的常规技术参数。之所以叫覆膜砂，就是砂粒表面覆盖了一层树脂膜，在加温到230℃时，树脂膜把砂粒粘结在一起后固化变成砂芯。砂芯在遇到高温的铝液时，表面的树脂要燃烧并释放气体，释放气体的多少也就是发气量。一般覆膜砂发气量在15-25≤8ml/g，这里所选的发气量是一种特制的极低发气量。
(2)水道芯外表面涂覆耐火涂料后，耐火涂料是为水基刚玉涂料。
与积热锥砂型组合，放置到专用模具中，专用模具为随形的铸铁模框，包括浇注系统、加热、保温、冷却和抽真空系统。
积热锥是指锅炉片本体上为了增加换热面积而设置了很多圆柱，行业名称为积热锥，积攒热量的圆锥。积热锥砂型，就是造出积热锥的模子。
随形，就是随着产品的形状。
采用重力铸造，采用天燃气熔铝炉熔炼ZL104后，重力浇注，采用倾转式重力铸造，包括至少三段倾转速度。三段倾转速度为慢、快、慢。第一段倾转角度10°，时间6秒；第二段倾转角度40°，时间4秒；第三段倾转角度85°，时间4秒。
得铸件毛坯；
(3)对铸件毛坯进行固溶时效处理，采用T6处理工艺，固溶保温时间为6小时，时效保温时间为7小时。清理，再机械加工，然后，对铝合金冷凝式锅炉片检验，得铝合金冷凝式锅炉片合格品。
产品去除内腔和表面的残砂，清理掉飞边毛刺，整体用不锈钢丸喷砂处理后，按照图纸加工出进出水孔和连接装配尺寸，然后，对铝合金冷凝式锅炉片检验，得铝合金冷凝式锅炉片合格品。
采用这种工艺后，锅炉片成品率控制在90％以上，满足热交换性能高、耐腐蚀性能好、气密性高，壁厚均匀符合图纸，装配尺寸精确，成本低、外观美丽、综合性能稳定，满足全预混高效冷凝锅炉的要求。

Claims (10)

1.一种铝合金冷凝式锅炉片的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)覆膜砂制芯方法制取水道芯和积热锥砂型；
(2)水道芯外表面涂覆耐火涂料后，与积热锥砂型组合，放置到专用模具中，采用重力铸造，用熔炼铝液进行重力浇注，得铸件毛坯；
(3)对铸件毛坯进行固溶时效处理，清理，再机械加工，得铝合金冷凝式锅炉片。
2.根据权利要求1所述的铝合金冷凝式锅炉片的生产工艺，其特征在于，覆膜砂制芯方法，采用50-100目热固性酚醛树脂覆膜砂，发气量≤8ml/g，常温抗弯强度≥4MPa，热态抗弯强度≥4MPa。
3.根据权利要求1所述的铝合金冷凝式锅炉片的生产工艺，其特征在于，砂子采用高温焙烧砂；覆膜砂用量不超过产品重量的1.5倍。
4.根据权利要求1所述的铝合金冷凝式锅炉片的生产工艺，其特征在于，耐火涂料是为水基刚玉涂料。
5.根据权利要求1所述的铝合金冷凝式锅炉片的生产工艺，其特征在于，重力铸造，采用倾转式重力铸造，包括至少三段倾转速度。
6.根据权利要求1所述的铝合金冷凝式锅炉片的生产工艺，其特征在于，熔炼铝液采用天燃气熔铝炉熔炼所得。
7.根据权利要求1所述的铝合金冷凝式锅炉片的生产工艺，其特征在于，熔炼铝液的材质为ZL104。
8.根据权利要求1所述的铝合金冷凝式锅炉片的生产工艺，其特征在于，专用模具为随形的铸铁模框，包括浇注系统、加热、保温、冷却和抽真空系统。
9.根据权利要求1所述的铝合金冷凝式锅炉片的生产工艺，其特征在于，固溶时效处理，采用T6处理工艺，固溶保温时间为4小时，时效保温时间为6小时。
10.根据权利要求1所述的铝合金冷凝式锅炉片的生产工艺，其特征在于，对铝合金冷凝式锅炉片检验，得合格品。
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