CN114042866B - 一种带丝孔高硅铸铁的铸造方法 - Google Patents
一种带丝孔高硅铸铁的铸造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114042866B CN114042866B CN202111354315.2A CN202111354315A CN114042866B CN 114042866 B CN114042866 B CN 114042866B CN 202111354315 A CN202111354315 A CN 202111354315A CN 114042866 B CN114042866 B CN 114042866B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- casting
- iron
- sand
- temperature
- molten iron
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/02—Sand moulds or like moulds for shaped castings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
- B22C1/02—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by additives for special purposes, e.g. indicators, breakdown additives
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D3/00—Pig or like casting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
- B23H9/00—Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects
- B23H9/003—Making screw-threads or gears
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C37/00—Cast-iron alloys
- C22C37/10—Cast-iron alloys containing aluminium or silicon
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
本发明提供了一种带丝孔高硅铸铁的铸造方法,包括以下步骤:工艺设计;造型、制芯;熔炼、浇注:采用一次合料、二次熔炼方式熔化铁水,铁水孕育处理,低温浇注;热处理;清理;预埋件丝孔加工。本发明通过采取在髙硅铸铁件中预埋中空耐蚀柱,外形设计成梯形螺纹,内部设计成中空、外带螺纹,形成铸件后,在预埋件上加工内螺纹;采取一次合料、二次熔炼、微调脱气等方式熔炼铁水,解决了髙硅铸铁丝孔难以加工成形、减少加工工时、有效地克服了高硅铸铁铸造生产中易产生的缩松、气孔、裂纹等问题,铸件成品率达到90%以上。
Description
技术领域
本发明属于铸造工艺技术领域,具体地说涉及一种带丝孔高硅铸铁的铸造方法。
背景技术
在铸铁中加入一定量的某些合金元素,可以得到在一些介质中有较高耐蚀性的合金铸铁。高硅铸铁就是其中应用最广泛的一种。含硅10%~16%的一系列合金铸铁称为高硅铸铁,其中除少数品种含硅量在10%~12%以外,一般含硅量都在14%~16%。当含硅量小于14.5%时,力学性能可以改善,但耐蚀性能则大大下降。如果含硅量达到18%以上时,虽然耐蚀,但合金变得很脆,铸造困难。因此,工业上应用最广泛的是含硅14.5%~15%的高硅铸铁。高硅铸铁件对有机酸有很好的耐蚀性,可用于制作硫酸、醋酸、草酸、硝酸等的提炼加工、运送设备,可以代替成本高的高合金不锈钢材质,因价格相对低廉,有广阔的市场前景。但高硅铸铁,硬度高,脆性大,在加工过程中丝孔螺纹易碎,难以加工成形,常规做法:材质中加铜等元素,提高韧性而加工成形,但降低了耐蚀性,不能满足某些酸性材质的耐蚀要求;高硅铸铁传热系数小、线涨系数大,硬、脆、易破损、不能焊补,在铸造过程中易产生气孔、缩松、裂纹等,成品率低,阻碍髙硅铸铁推广应用。
发明内容
本发明提供了一种带丝孔高硅铸铁的铸造方法,解决了背景技术中的高硅铸铁脆性大,丝孔难加工、易产生气孔、缩松、裂纹等,成品率低的缺点。
本发明的技术方案是这样实现的:一种带丝孔高硅铸铁的铸造方法,包括以下步骤:
a、工艺设计:
根据高硅铸铁件的特点,设计金属模型,加工余量2~3mm,丝孔处设计中空、外带螺纹的耐腐蚀柱状不锈钢预埋件;
b、造型、制芯:
采用粘土砂造型,树脂砂制作内芯,中置芯铁,在芯头位置安放烘烤好的中空预埋件,合箱,等待浇注;
c、熔炼、浇注:
采用一次合料、二次熔炼方式熔化铁水,铁水孕育处理,低温浇注;
d、热处理:
去除阻碍收缩的型芯砂、浇冒口,缓慢冷却,铸件热态拆箱,进入热处理炉,缓慢冷却,自由收缩;
e、清理:
采用喷砂、打磨方式清理;
f、加工:
装夹垫铜片,力度适中,防止夹碎,小刀量车削或磨削,加工转速20转/分钟左右,进给量0.1mm左右,电火花加工预埋件丝孔螺纹;
优选的,所述步骤c中一次合料的配比为球铁生铁17.5~18.5%,硅铁18.5~19.5%,铬铁1.8~2.2%,钼铁0.8~1.2%,矽钢片58~62%,铁水熔炼温度1500±10℃,出炉温度1470±10℃,熔化形成合料块;所述二次熔炼的配料比为合料块79~81%,回炉料18~20%,硅铁0.4~0.6%,高碳锰铁0.25~0.35%,孕育剂0.18~0.22%,铁水熔炼温度1500±10℃,出炉温度1470±10℃,随流孕育,浇注温度1320±20℃;
优选的,所述一次合料的配比为球铁生铁18%,硅铁19%,铬铁2%,钼铁1%,矽钢片60%,铁水熔炼温度1500℃,出炉温度1470℃,熔化形成合料块;所述二次熔炼的配料比为合料块80%,回炉料19%,硅铁0.5%,高碳锰铁0.3%,孕育剂0.2%,铁水熔炼温度1500℃,出炉温度1470℃,随流孕育,浇注温度1320℃;
优选的,所述步骤d中热处理工艺包括浇注完,15~20分钟,铸件热态拆箱取件,捣碎铸件内外表面的型砂、芯砂,敲掉浇冒口,立即投入事先升温到700℃的热处理炉中,继续以50℃/小时的速度,升温到900度,保温2~4小时,随炉冷却,冷却速度≤50℃/小时至室温;
优选的,所述步骤b中造型工艺采用粘土煤粉砂型工艺,混砂时添加煤粉为砂质量的1%,木屑为砂质量的0.5%,型砂水分在4%以内,内芯采用碱性酚树脂砂制作,中置芯铁,芯铁用圆管,管壁钻孔,缠绕草绳,在芯头位置安放烘烤好的中空预埋件,合箱,等待浇注。
本发明的有益效果是:本发明通过采取在高硅铸铁件中预埋中空耐蚀柱,外形设计成梯形螺纹,防止脱落,内部设计成中空、外带螺纹的不锈钢柱状,形成铸件后,在预埋件上加工内螺纹;采用粘土砂造型,碱酚醛树脂砂制芯,采取一次合料、二次熔炼、微调脱气等方式熔炼铁水,解决了髙硅铸铁丝孔难以加工成形、减少加工工时、有效地克服了高硅铸铁铸造生产中易产生的缩松、气孔、裂纹等问题,铸件成品率达到 90%以上,铸件的内外在质量达到和超GB8491-2009《高硅耐蚀铸铁件技术条件》的国家标准要求,设备部件连接装配方便,可部分代替浓硝酸生产中的不锈钢设备,是强氧化性介质浓硝酸等的理想用材,取得了良好的经济效益和社会效益。
附图说明:
图1为本发明的铸件整体结构示意图;
图2为本发明图1的A-A向剖面示意图;
图3为本发明图1的B-B向剖面示意图;
图4为本发明图1的C-C向剖面示意图;
图5为本发明的铸件工艺及余量示意图;
图6为本发明图5的A-A向剖面示意图;
图7为本发明图5的B-B向剖面示意图;
图8为本发明图5的C-C向剖面示意图;
图9为本发明图6中的中空预埋件示意图;
图10为本发明图7中的中空预埋件示意图;
图11为本发明图8中的中空预埋件示意图;
图12为本发明的的砂芯结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
参照附图1-4:一种带丝孔高硅铸铁的铸造方法,包括以下步骤:
a、工艺设计:
根据铸件图,结合髙硅铸铁的特性,材质硬度高,HRC40~60,几乎全身要求加工,为减少加工工时,设计加工余量2.5mm,为保证尺寸精度及丝孔位置度,设计成金属模;确立分型面,两箱造型;
髙硅铸铁要求加工丝孔,脆性大,丝孔螺纹易碎,难以加工成形,设计要求耐蚀性高的预埋件,便于丝孔加工成形;髙硅铸铁材质敏感,预埋件相当冷铁,局部过冷度过大,又易造成铸件局部裂纹、开裂,预埋件要尽量小,外形设计成梯形螺纹,防止脱落;所以设计成中空、外带螺纹的不锈钢柱状预埋件,材质选用哈氏276合金材料,形成铸件后在预埋件上加工内螺纹,哈氏合金材质硬,采用电火花方式加工;
b、造型、制芯:
髙硅铸铁件易碎裂、易形成气孔,要求型芯砂退让性、透气性高,采用粘土煤粉砂潮型工艺,混砂时添加煤粉1%、木屑0.5%,严格控制型砂的水份3.9%(均指占砂重的百分比),提高透气性、退让性,造型时准确掌握铸型的紧实度;
内芯采用发气量小的碱性酚醛树脂砂制作;中置芯铁,芯铁用圆管,管壁钻孔,便于出气;缠绕草绳增加退让性。
造型时,上箱多扎出气孔,造型后,修好砂型,在芯头位置安放烘烤好的中空预埋件,吹净浮砂,合箱,等待浇注;
c、熔炼、浇注:
髙硅铸铁材质敏感性高,易产生缩松、易产生气孔、易碎裂,要求杂质低,脱气要求高,原材料选用锈蚀轻微、杂质小的符合国标的材料,要求杂质、硫、磷含量尽量低。
采用一次合料、二次熔炼的中频炉熔炼工艺熔化铁水;
一次合料配比:Q14-2级生铁18%,FeSi75A硅铁19%,FeCr67C6.0-2级高碳铬铁2%,FeMo60A钼铁1%,矽钢片60%;铁水熔炼温度1500℃,扒渣干净,取样分析,保证一次合料块中FeO等氧化物的含量最低,一次合料块的化学成份达到下列要求:
元素 | C | Si | Cr | Mo | P | S |
含量% | ≤0.9 | 14-15 | 1.3-1.4 | 0.5-0.6 | ≤0.07 | ≤0.07 |
出炉温度1475℃,浇注于事先烘烤好的钢模中,形成一次合料块。
二次熔炼配料比:合料块80%,回炉料19%,FeSi75A硅铁0.5%,FeMn78C2.0-2级中碳锰铁0.3%,FeBa5Si60孕育剂0.2%。铁水熔炼温度1505℃,取样分析,通过造渣,微调配比,进一步排除铁水中溶解的氧和氢等有害气体,通过炉前,浇注小试样,观察铁水收缩性;出炉温度1472℃,随流孕育,将铁水从中频炉倒入事先烘烤好的浇包中,取样分析,保证包内铁水的化学成份达到下列要求:
元素 | C | Si | Mn | Cr | Mo | P | S |
含量% | 0.9-1.0 | 14.45-14.75 | 0.35-0.45 | 1.25-1.35 | 0.55-0.65 | ≤0.07 | ≤0.07 |
覆盖除渣剂,扒渣,降温,测量温度到1318°时,开始浇注铸件。
d、热处理:
髙硅铸铁件易碎裂,铸件需热态拆箱,进入热处理炉,缓慢冷却,自由收缩。
浇注完,17分钟后铸件在红热状态下拆箱取件,迅速地捣碎铸件内外表面的型砂、芯砂,敲掉浇冒口,然后立即将红热铸件直接装入框内,吊入事先升温到700℃的热处理炉中,继续以50℃/小时的速度,升温到900℃,根据铸件结构尺寸、壁厚,在该温度范围保温2.5小时,随炉冷却,冷却速度48℃/小时,降至室温出炉。
e、清理:
铸件脆性大,出炉后,转运平稳,避免磕碰摔伤;严禁抛丸处理,用高压风喷硅砂清理;角磨机打磨飞边毛刺,严禁锤击,防止拐肉。
f、加工:
车床加工平面,装夹垫3mm厚铜片,力度适中,防止夹碎,小刀量车削或磨削,加工转速20转/分钟,进给量0.1mm;电火花方式在预埋件上加工内螺纹。
包装时铸件表面缠绕草绳或泡沫,轻拿轻放,摆放整齐,堆压高度控制,防止运输过程中的磕碰破碎,小批量包装箱。
铸件要求化学成分:C:0.8-1.1%,Si:14.25-15.75%,Mn:0.3-0.5%,Cr:1.2-1.5%,Mo:≥0.5%,S:≤0.10%,P:≤0.10%。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种带丝孔高硅铸铁的铸造方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)工艺设计:
根据高硅铸铁件的特点,设计金属模型,加工余量2~3mm,丝孔处设计中空、外带梯形螺纹的薄壁耐腐蚀柱状不锈钢预埋件,形成铸件后在预埋件内加工内螺纹,预埋件材质选用哈氏276合金材料;
(2)造型、制芯:
采用粘土砂造型、树脂砂制作内芯的工艺,混砂时添加煤粉为砂质量的1%,木屑为砂质量的0.5%,型砂水分在4%以内,内芯采用碱性酚树脂砂制作,中置芯铁,芯铁用圆管,管壁钻孔,缠绕草绳,在芯头位置安放烘烤好的中空预埋件,合箱,等待浇注;
(3)熔炼、浇注:
采用中频炉一次合料、二次熔炼方式熔化铁水,铁水孕育处理,高温熔炼,低温浇注,一次合料的配比为球铁生铁17.5~18.5%,硅铁18.5~19.5%,铬铁1.8~2.2%,钼铁0.8~1.2%,矽钢片58~62%,铁水熔炼温度1500±10℃,出炉温度1470±10℃,熔化形成合料块;所述二次熔炼的配料比为合料块79~81%,回炉料18~20%,硅铁0.4~0.6%,高碳锰铁0.25~0.35%,孕育剂0.18~0.22%,铁水熔炼温度1500±10℃,出炉温度1470℃,随流孕育,浇注温度1320±20℃;
(4)热处理:
铸件及时热处理,浇注完,15~20分钟,铸件热态拆箱取件,捣碎铸件内外表面的型砂、芯砂,敲掉浇冒口,立即投入事先升温到700℃的热处理炉中,继续以50℃/小时的速度,升温到900度,保温2~4小时,随炉冷却,冷却速度≤50℃/小时至室温;
(5)清理:
采用喷砂、打磨方式清理;
(6)加工:
装夹垫铜片,力度适中,防止夹碎,小刀量车削或磨削,加工转速20转/分钟,进给量0.1mm;电火花加工预埋件丝孔螺纹。
2.如权利要求1所述的一种带丝孔高硅铸铁的铸造方法,其特征在于所述一次合料的配比为球铁生铁18%,硅铁19%,铬铁2%,钼铁1%,矽钢片60%,铁水熔炼温度1500℃,出炉温度1470℃,熔化形成合料块;所述二次熔炼的配料比为合料块80%,回炉料19%,硅铁0.5%,高碳锰铁0.3%,孕育剂0.2%,铁水熔炼温度1500℃,出炉温度1470℃,随流孕育,浇注温度1320℃。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111354315.2A CN114042866B (zh) | 2021-11-16 | 2021-11-16 | 一种带丝孔高硅铸铁的铸造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111354315.2A CN114042866B (zh) | 2021-11-16 | 2021-11-16 | 一种带丝孔高硅铸铁的铸造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114042866A CN114042866A (zh) | 2022-02-15 |
CN114042866B true CN114042866B (zh) | 2023-03-21 |
Family
ID=80209620
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111354315.2A Active CN114042866B (zh) | 2021-11-16 | 2021-11-16 | 一种带丝孔高硅铸铁的铸造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114042866B (zh) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108611551A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-10-02 | 宁波日星铸业有限公司 | 高硅固溶强化铁素体球墨铸铁件及其制造方法 |
CN111112581A (zh) * | 2020-01-15 | 2020-05-08 | 四川优机实业股份有限公司 | 高锰钢零件及其加工装置和加工方法 |
CN111424208A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-07-17 | 惠州典展五金制品有限公司 | 缸体铸件的铸造工艺 |
CN113444965B (zh) * | 2021-05-19 | 2022-06-07 | 山东章鼓耐研新材料科技有限公司 | 一种渣浆泵过流件及制造工艺 |
-
2021
- 2021-11-16 CN CN202111354315.2A patent/CN114042866B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114042866A (zh) | 2022-02-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105177215B (zh) | 一种高铝合金结构圆钢的高效生产工艺 | |
CN101397628B (zh) | 连铸轴承钢圆钢及其制造方法 | |
CN109750210B (zh) | 低氧、氢含量高锰钢的生产方法 | |
CN103146990B (zh) | 汽车涡轮壳体用高硅钼铬球铁材质及其制备方法 | |
CN103820704B (zh) | 汽车涡轮壳体用的高镍奥氏体球铁材质及其制备方法 | |
CN109487178B (zh) | 高纯净超高锰钢及其制备工艺 | |
CN102433504A (zh) | 楔横轧工艺生产中重载汽车齿轮轴毛坯用钢及其制造方法 | |
CN109579525B (zh) | 制备高纯净高锰钢的系统 | |
CN109487037B (zh) | 高纯净锰13高锰钢 | |
CN109678479B (zh) | 冶炼高纯净高锰钢的钢包底吹氩透气砖 | |
CN102816979A (zh) | 一种低碳硫系易切削钢连铸坯的生产方法 | |
CN110205525B (zh) | 一种轻量化的铝合金八轴齿轮箱及其低压金属型铸造工艺 | |
CN108705034A (zh) | 一种合金铸铁缸套铸造方法 | |
CN107164703A (zh) | 一种高铁刹车盘的生产方法 | |
CN109023034A (zh) | 一种高强度薄壁灰铁铸件的制备方法 | |
CN114892094B (zh) | 一种预硬型镜面塑料模具钢及其生产方法 | |
CN109487036B (zh) | 高纯净锰18高锰钢及其制备方法 | |
CN111575595A (zh) | 一种经济型热压铸模具钢及其制备方法 | |
CN114042866B (zh) | 一种带丝孔高硅铸铁的铸造方法 | |
CN109112418B (zh) | 一种高锰钢的连铸方法 | |
CN116422853B (zh) | 一种模具钢及其连铸生产方法 | |
CN112570676A (zh) | 一种双流板坯连铸机生产高碳钢的方法 | |
CN109355555B (zh) | 一种厚大铸件防内浇口缩松的浇注工艺 | |
CN102001442B (zh) | 一种铸造成型的桨叶导向架及铸造成型方法 | |
KR101024358B1 (ko) | 구상 흑연 주철의 연속 주철 주조 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A Casting Method for High Silicon Cast Iron with Wire Holes Effective date of registration: 20230625 Granted publication date: 20230321 Pledgee: Yantai Chenpu Precision Machinery Co.,Ltd. Pledgor: Yantai Hengbang alloy material Co.,Ltd. Registration number: Y2023980044804 |