CN110983173A - 一种蠕墨铸铁溶液浇注工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了金属铸造技术领域的一种蠕墨铸铁溶液浇注工艺。该工艺包括如下步骤:(1)制备铁水；(2)模具的制备；(3)型砂的制备：在砂中加入呋喃树脂和固化剂，搅拌混合制成型砂；(4)砂型的制备；(5)涂料；(6)浇注：将步骤(1)制备的铁水从浇注口注入型腔内，浇注温度为1320～1350℃，浇注完成后进行保温，保温时间为1～2天；(7)退火：保温完成后开箱取出铸件置于退火窑，装炉温度≤200℃，然后升温，升温速度为每小时60～80℃，直至温度升至600～650℃进行退火，退火时间4～6小时，退火完成后降温，降温速度为每小时30℃，得到铸件成品。本发明的优点是铸件硬度高，抗拉强度和屈服强度高，并具有良好的延伸率。

Description

一种蠕墨铸铁溶液浇注工艺
技术领域
本发明涉及金属铸造技术领域，特别涉及一种蠕墨铸铁溶液浇注工艺。
背景技术
蠕墨铸铁，简称蠕铁，是指铸铁液经蠕化处理，使其中的石墨呈蠕虫状与少量球团状。现有技术公开了蠕铁发动机缸盖浇注工艺，申请公布号CN106077470A，申请公布日20161109，现有技术主要存在如下问题：1、现有技术使用的覆膜砂成型工艺复杂，需要加热烘干使覆膜砂硬化起膜，形成覆砂；2、现有技术中浇注使用的原铁熔融液，属于常规的铁水，其中各元素组分的配合使其得到的铸件质量不够稳定，该铸件如果在恶劣环境下长期使用，其硬度、抗拉强度和屈服强度都有待提高，现有技术浇注后自然冷却所制得的铸件，铸件质量很不稳定，使用效果并不理想。
发明内容
本发明的目的是提供一种方便操作的蠕墨铸铁溶液浇注工艺，制备出的铸件硬度高，抗拉强度和屈服强度高，并具有良好的延伸率。
为了实现上述发明目的，本发明蠕墨铸铁溶液浇注工艺采用的如下技术方案：
一种蠕墨铸铁溶液浇注工艺，包括如下步骤:
(1)制备铁水：所述铁水包括以下重量份数的原料组份：新生铁40～50份，废钢15～20份，回炉料35～40份，硅铁0.8～1.2份，碳3.5～3.8份，硅2.4～2.8份，锰0.4～0.7份，硫0.01～0.06份，磷0.01～0.07份，稀土0.045～0.075份，镁0.013～0.022份；
(2)模具的制备：采用多次烘烤的干燥的红松木制备模具，模具的底部为金属钢制成的钢结构；
(3)型砂的制备：在砂中加入呋喃树脂和固化剂，搅拌混合制成型砂；
(4)砂型的制备：组装砂箱和模具并在中间留有间隙形成加砂空腔，将制备好的型砂加入加砂空腔内制作成砂型，在制备好的砂型上设置浇注口；
(5)涂料：在砂型表面涂刷涂料，等涂料干燥后合箱，中部形成用于浇注的型腔；
(6)浇注：将步骤(1)制备的铁水从浇注口注入型腔内，浇注温度为1320～1350℃，浇注完成后进行保温，保温时间为1～2天；
(7)退火：保温完成后开箱取出铸件置于退火窑，装炉温度≤200℃，然后升温，升温速度为每小时60～80℃，直至温度升至600～650℃进行退火，退火时间4～6小时，退火完成后降温，降温速度为每小时30℃，降温至温度小于200℃出炉，自然冷却得到铸件成品。
优选的，所述呋喃树脂的加入量为砂重量的0.8～1.2％。
优选的，所述固化剂的加入量为砂重量的0.4～0.6％。
优选的，步骤(1)中铁水的制备步骤如下：称取配方量的各组分原料至熔炼炉内进行熔炼，出炉温度为1450～1500℃，得到铁水。
优选的，所述涂料为醇基涂料。通过在砂型上刷上醇基涂料，即可烘干，节约工时和场地。
优选的，所述新生铁为Q10～Q12球生铁。
优选的，所述废钢为中碳钢或低碳钢。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明的采用配比量的回炉料，保证铸件质量的稳定，配备相应的新生铁和废钢，同时增加铁水中一定配比量的稀土成分，提高铸件产品的硬度，并且，结合一定配比量的碳、硅、锰、硫、磷和镁，进一步提高铸件的硬度和强度，保证其质量；本发明制备出的铸件硬度高，抗拉强度和屈服强度高，并具有良好的延伸率；
2、本发明采用呋喃树脂为粘结剂，并加入固化剂混制出的型砂，该型砂不需烘烤或通硬化气体即可在常温下使砂型自化固化，同时，型砂流动性好，不需要过多的捣固，在紧靠模具紧实一下，节省了大量的捣固工作量，通过采用该型砂，造型效率高，提高了生产率和场地的利用率，缩短了生产周期；
3、本发明通过控制浇注温度和保温时间，提高铸件的成型，并且，增加退火工艺，控制升温速度和降温速度，并保证足够的退火时间，使各化学元素扩散趋于均匀分布后缓冷，去除残余应力，改善铸件的韧性，增加铸件的强度和硬度。
附图说明
图1为退火工艺曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例1：
一种蠕墨铸铁溶液浇注工艺，包括如下步骤:
(1)制备铁水：所述铁水包括以下重量份数的原料组份：新生铁40份，废钢20份，回炉料35份，硅铁1.2份，碳3.5份，硅2.4份，锰0.7份，硫0.01份，磷0.07份，稀土0.045份，镁0.022份；其中，新生铁为Q10～Q12球生铁，废钢为中碳钢；
铁水的制备步骤如下：称取配方量的各组分原料至熔炼炉内进行熔炼，出炉温度为1450～1500℃，得到铁水；
(2)模具的制备：采用多次烘烤的干燥的红松木制备模具，模具的底部为金属钢制成的钢结构；
(3)型砂的制备：在砂中加入呋喃树脂和固化剂，所述呋喃树脂的加入量为砂重量的0.8％，搅拌混合制成型砂，所述固化剂的加入量为砂重量的0.4％；
(4)砂型的制备：组装砂箱和模具并在中间留有间隙形成加砂空腔，将制备好的型砂加入加砂空腔内制作成砂型，在制备好的砂型上设置浇注口；
(5)涂料：在砂型表面涂刷醇基涂料，等涂料干燥后合箱，中部形成用于浇注的型腔；
(6)浇注：将步骤(1)制备的铁水从浇注口注入型腔内，浇注温度为1320～1350℃，浇注完成后进行保温，保温时间为1～2天；
(7)退火：保温完成后开箱取出铸件置于退火窑，装炉温度≤200℃，然后升温，升温速度为每小时60℃，直至温度升至600℃进行退火，退火时间4小时，退火完成后降温，降温速度为每小时30℃，降温至温度小于200℃出炉，自然冷却得到铸件成品。
实施例2：
一种蠕墨铸铁溶液浇注工艺，包括如下步骤:
(1)制备铁水：所述铁水包括以下重量份数的原料组份：新生铁50份，废钢15份，回炉料40份，硅铁0.8份，碳3.8份，硅2.4份，锰0.4份，硫0.06份，磷0.01份，稀土0.075份，镁0.013份；其中，新生铁为Q10～Q12球生铁，废钢为低碳钢；
铁水的制备步骤如下：称取配方量的各组分原料至熔炼炉内进行熔炼，出炉温度为1450～1500℃，得到铁水；
(2)模具的制备：采用多次烘烤的干燥的红松木制备模具，模具的底部为金属钢制成的钢结构；
(3)型砂的制备：在砂中加入呋喃树脂和固化剂，所述呋喃树脂的加入量为砂重量的1.2％，搅拌混合制成型砂，所述固化剂的加入量为砂重量的0.6％；
(4)砂型的制备：组装砂箱和模具并在中间留有间隙形成加砂空腔，将制备好的型砂加入加砂空腔内制作成砂型，在制备好的砂型上设置浇注口；
(5)涂料：在砂型表面涂刷醇基涂料，等涂料干燥后合箱，中部形成用于浇注的型腔；
(6)浇注：将步骤(1)制备的铁水从浇注口注入型腔内，浇注温度为1320～1350℃，浇注完成后进行保温，保温时间为1～2天；
(7)退火：保温完成后开箱取出铸件置于退火窑，装炉温度≤200℃，然后升温，升温速度为每小时80℃，直至温度升至650℃进行退火，退火时间6小时，退火完成后降温，降温速度为每小时30℃，降温至温度小于200℃出炉，自然冷却得到铸件成品。
实施例3：
一种蠕墨铸铁溶液浇注工艺，包括如下步骤:
(1)制备铁水：所述铁水包括以下重量份数的原料组份：新生铁45份，废钢18份，回炉料37份，硅铁1.0份，碳3.8份，硅2.6份，锰0.5份，硫0.04份，磷0.05份，稀土0.06份，镁0.022份；其中，新生铁为Q10～Q12球生铁，废钢为中碳钢；
铁水的制备步骤如下：称取配方量的各组分原料至熔炼炉内进行熔炼，出炉温度为1450～1500℃，得到铁水；
(2)模具的制备：采用多次烘烤的干燥的红松木制备模具，模具的底部为金属钢制成的钢结构；
(3)型砂的制备：在砂中加入呋喃树脂和固化剂，所述呋喃树脂的加入量为砂重量的1.0％，搅拌混合制成型砂，所述固化剂的加入量为砂重量的0.5％；
(4)砂型的制备：组装砂箱和模具并在中间留有间隙形成加砂空腔，将制备好的型砂加入加砂空腔内制作成砂型，在制备好的砂型上设置浇注口；
(5)涂料：在砂型表面涂刷醇基涂料，等涂料干燥后合箱，中部形成用于浇注的型腔；
(6)浇注：将步骤(1)制备的铁水从浇注口注入型腔内，浇注温度为1320～1350℃，浇注完成后进行保温，保温时间为1～2天；
(7)退火：保温完成后开箱取出铸件置于退火窑，装炉温度≤200℃，然后升温，升温速度为每小时70℃，直至温度升至630℃进行退火，退火时间5小时，退火完成后降温，降温速度为每小时30℃，降温至温度小于200℃出炉，自然冷却得到铸件成品。
本发明实施例1-3生产的蠕墨铸铁件的机械性能将下表1：
Figure BDA0002345920960000061
通过表1可以看出：本发明实施例1-3制备的铸件的机械性能稳定，硬度高，抗拉强度和屈服强度高，并具有良好的延伸率。

Claims (7)

1.一种蠕墨铸铁溶液浇注工艺，其特征在于，包括如下步骤:
(1)制备铁水：所述铁水包括以下重量份数的原料组份：新生铁40～50份，废钢15～20份，回炉料35～40份，硅铁0.8～1.2份，碳3.5～3.8份，硅2.4～2.8份，锰0.4～0.7份，硫0.01～0.06份，磷0.01～0.07份，稀土0.045～0.075份，镁0.013～0.022份；
(2)模具的制备：采用多次烘烤的干燥的红松木制备模具，模具的底部为金属钢制成的钢结构；
(3)型砂的制备：在砂中加入呋喃树脂和固化剂，搅拌混合制成型砂；
(4)砂型的制备：组装砂箱和模具并在中间留有间隙形成加砂空腔，将制备好的型砂加入加砂空腔内制作成砂型，在制备好的砂型上设置浇注口；
(5)涂料：在砂型表面涂刷涂料，等涂料干燥后合箱，中部形成用于浇注的型腔；
(6)浇注：将步骤(1)制备的铁水从浇注口注入型腔内，浇注温度为1320～1350℃，浇注完成后进行保温，保温时间为1～2天；
(7)退火：保温完成后开箱取出铸件置于退火窑，装炉温度≤200℃，然后升温，升温速度为每小时60～80℃，直至温度升至600～650℃进行退火，退火时间4～6小时，退火完成后降温，降温速度为每小时30℃，降温至温度小于200℃出炉，自然冷却得到铸件成品。
2.根据权利要求1所述的蠕墨铸铁溶液浇注工艺，其特征在于：所述呋喃树脂的加入量为砂重量的0.8～1.2％。
3.根据权利要求1所述的蠕墨铸铁溶液浇注工艺，其特征在于：所述固化剂的加入量为砂重量的0.4～0.6％。
4.根据权利要求1所述的蠕墨铸铁溶液浇注工艺，其特征在于：步骤(1)中铁水的制备步骤如下：
称取配方量的各组分原料至熔炼炉内进行熔炼，出炉温度为1450～1500℃，得到铁水。
5.根据权利要求1所述的蠕墨铸铁溶液浇注工艺，其特征在于：所述涂料为醇基涂料。
6.根据权利要求1所述的蠕墨铸铁溶液浇注工艺，其特征在于：所述新生铁为Q10～Q12球生铁。
7.根据权利要求1所述的蠕墨铸铁溶液浇注工艺，其特征在于：所述废钢为中碳钢或低碳钢。
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