生产不锈钢铸件的复合砂型材料及铸造不锈钢件的方法技术

本发明专利技术公开了一种生产不锈钢铸件的复合砂型材料及铸造不锈钢件的方法。本发明专利技术结合铸造ＣＡＥ技术和保温冒口技术，在砂型内腔放置水玻璃铬铁矿砂，在水玻璃铬铁矿砂的外层放置水玻璃石英砂。本发明专利技术使铸造工艺出品率由目前的５０％提高到７０％，废品率由２０％降低到３％左右，大大降低生产成本。实现低成本生产高品质不锈钢铸件的目标。

【技术实现步骤摘要】
生产不锈钢铸件的复合砂型材料及铸造不锈钢件的方法生产不锈钢铸件的复合砂型材料及铸造不锈钢件的方法
本专利技术涉及一种铸造材料及铸造法，具体地说是一种生产不锈钢 铸件的复合砂型材料及铸造不锈钢件的方法。
技术介绍
大中型不锈钢铸件广泛用于石油化工、机械制造、轻工业、水利 及火力发电、核电站、国防等行业和领域，作为重要的装备零部件。虽然目前 不锈钢铸件的需求量还没有统计，但随着国民经济的持续增长，特别是石油、化工、能源及装备制造业的高速发展，不锈钢铸件的需求量每年都在以20%以上 的速度递增。另外还有国外市场的需求，因此，市场需求前景广阔。目前市场上大型企业生产的不锈钢主要采用树脂砂工艺生产，存在成本高、 气孔多、热裂倾向大等难题。传统水玻璃砂生产不锈钢件存在变形严重、尺寸 精度差、表面粗糙、粘砂等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种生产不锈钢铸件的复合砂型材料。 本专利技术的另一目的是提供一种低成本生产高品质不锈钢铸件的方法。 本专利技术生产不锈钢铸件的砂型材料为水玻璃石英砂与水玻璃铬铁矿砂，在砂型材料用量中，重量百分比如下水玻璃石英砂占70—90%，水玻璃铬铁矿砂占10_30%。本专利技术复合砂型材料铸造不锈钢件的方法，工艺步骤如下，A、 铸件浇铸和冷却凝固过程模拟通过计算机进行浇注和凝固过程的铸型温度 场测试和模拟，进行铸型热物理参数的测试和计量；B、 制作模型1) 根据加工的铸件图制作模型，检査尺寸；2) 、刷漆在模型表面刷漆，漆选自硝基磁漆、清漆、调合漆中的任意一 种；优选硝基磁漆；C、 砂型制作工艺1)、造型将90_96%重量百分含量的铬铁矿砂用4_10%重量百分含量的水 玻璃为粘接剂混合为水玻璃铬铁矿砂，在模型外壁即砂型内腔放置水玻璃铬铁 矿砂，厚度为10—30毫米；将90_96%重量百分含量的石英砂用4-10%重量百分含量的水玻璃为粘接剂 混合为水玻璃石英砂，在水玻璃铬铁矿砂的外层放置水玻璃石英砂；撞紧，以 手指压砂型表面，压不出凹陷即可；D、 设置发热保温冒口在模型顶面设置发热保温冒口套，保温冒口套的材料为石棉、碳粉、氧化 铁粉、硅铁粉的混合物，起到发热保温的效果。E、 硬化扎出气孔，吹入二氧化碳硬化，至砂型表面发青，将出气孔引到箱顶，F、 起出模型，修型，砂型内表层用锆英粉醇基涂料刷2—3遍，涂层大于1毫 米；起皮部位修整后重刷涂料，烘干；F、 扣箱浇注1) 、扣上上箱和下箱，用钢筋焊牢上下箱，上箱上放压铁，2) 、在砂箱的箱缝处，采用泥条、石棉绳、硅酸盐耐火纤维三种材料分层 压贴实；3) 、浇注浇注时要快速全流浇注，浇注时要点火，G、 清理浇注后40分钟一60分钟取掉压铁，割掉焊砂箱的钢筋；24-48小时后浇水 清砂，切除浇口和冒口；铸件表面打磨光洁平整，检査尺寸及表面质量。本专利技术利用石英砂和铬铁矿砂这两种材料不同的耐火温度，石英砂耐火温 度为1700多度，铬铁矿砂耐火温度为1900多度，在铸型外层采用传统水玻璃 石英砂工艺，而在铸件型腔内层采用水玻璃铬铁矿砂，组合成技术上先进、工 艺上可靠、经济上合理的复合铸型，实现的目的。本专利技术全面改善了不锈钢件的冷却凝固条件，保证了铸件的尺寸精度，防 止铸件产生粘砂，针对复合铸型条件下的铸造流动充型，铸件冷却凝固过程模 拟(使用现有软件铸造CAE),搞清复合铸型的传导系数，实际浇注和凝固过程 的铸型温度场测试和模拟，按照新测试的热物性参数确定具有代表性的长线产 品进行铸造CAE模拟。可一次确定准确的铸钢工艺，避免反复的实验环节，节 约电力、人力、工装等生产成本。解决了在热物理性能不均匀的复合铸型中， 只能按照采用单一砂的铸造工艺处理，导致模拟结果与实际生产有较大出入、 模拟精度较差等问题。解决了铸件缺陷由原来事后分析提升为先进的计算机预 测模拟，以解决生产问题。本专利技术将发热保温冒口应用于复合铸型中，解决了铸件壁厚不均匀、热裂 大及几何形状复杂、难度相当高的超大型铸件长期困扰的质量问题，在全面提高铸件质量的基础上，大幅度地提高铸造工艺出品率，提高钢水利用率。本专利技术结合铸造CAE技术和保温冒口技术，使铸造工艺出品率由目前的50 %提高到70%，废品率由20%降低到3%左右，大大降低生产成本。实现低成 本生产高品质不锈钢铸件的目标。本专利技术可以达到利用低成本的铸造工艺取代部分用高成本树脂砂工艺生产 大中型不锈钢铸件，使铸钢件的铸造表面粗糙度达到Ra50以上，铸造工艺出品 率70%，并且铸件轮廓清晰，尺寸精度高，裂纹倾向小，废品率降低到2——3%。本专利技术主要应用于大中型不锈钢铸件的生产领域。生产的铸钢件主要有水 轮机导叶(1Crl8Ni9Ti)，叶片薄，尺寸形状要求严格，表面光洁度要求高。另 外也成批生产不锈钢阀体、节流锥等铸钢件，在加工过程中一般未发现气孔、 砂眼、裂纹等缺陷，铸件内外在质量均满足产品技术要求，铸件重量均在1.8 吨以上。如2007年我厂为中国兰州石油化工公司机械厂生产的使用于气轮机不 锈钢件——阀体，重量1900kg,壁厚25mm，法兰部位厚130扁;节流锥重1800kg， 壁厚30mm;法兰盘重量2400kg，壁厚200腿。经检査，尺寸公差达到GB/T6414 ——1999的CT11级，铸件表面粗糙度达到GB/T6006、 1——1997的Ra50—RalOO， 化学成份合格，铸件符合GB2100——80耐酸不锈钢技术标准，满足产品质量要 求。本专利技术生产的不锈钢件己达到或超过用树脂砂造型工艺生产的铸件，其主 要技术指标和两种不同工艺生产的铸钢件技术性能对比如下两种不同工艺生产铸钢件的技术性能对比表<table>table see original document page 6</column></row><table>附图说明 图1是本专利技术铸型的结构示意图。具体实施方式下面的实施例可以使本专业技术人员更全面地理解本专利技术，但不以任何方 式限制本专利技术。图1示出了本专利技术铸型的结构示意图。实施例1:本专利技术生产不锈钢铸件的砂型材料为水玻璃石英砂与水玻璃铬铁矿砂，在 砂型材料用量中，重量百分比如下水玻璃石英砂占70—卯％，水玻璃铬铁矿砂占10—30%。本专利技术工艺步骤如下，A、 铸件浇铸和冷却凝固过程模拟通过计算机进行浇注和凝固过程的铸型温度 场测试和模拟，进行铸型热物理参数的测试和计量；搞清复合铸型的传导系数， 按照新测试的热物性参数确定具有代表性的长线产品，B、 制作模型1) 、根据铸件工艺图制作模型l，检查尺寸；铸件尺寸大，结构复杂，易产 生裂纹，因此芯架要结实，又不阻碍收縮。2) 、刷漆在模型1表面刷漆，漆选自硝基磁漆、清漆、调合漆中的任意 一种；优选硝基磁漆；C、 造型将90%重量百分含量的铬铁矿砂用10%重量百分含量的水玻璃为粘接 剂混合为水玻璃铬铁矿砂2，在模型1外壁即砂型内腔放置水玻璃铬铁矿砂2，厚度按铸件各部位情况控 制为10—30毫米，内角处可适当增厚，在铸件壁厚为10-30毫米的部位放置10 毫米厚度水玻璃铬铁矿砂，在铸件壁厚31-100毫米的部位放置15毫米厚度水 玻璃铬铁矿砂，在铸件壁厚101-220毫米的部位放置30毫米厚度水玻璃铬铁矿 砂；将90%重量百分含量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产不锈钢铸件的复合砂型材料，其特征在于：生产不锈钢铸件的砂型材料为水玻璃石英砂与水玻璃铬铁矿砂，在砂型材料用量中，重量百分比如下：水玻璃石英砂占７０－９０％，水玻璃铬铁矿砂占１０－３０％。

【技术特征摘要】
1、一种生产不锈钢铸件的复合砂型材料，其特征在于生产不锈钢铸件的砂型材料为水玻璃石英砂与水玻璃铬铁矿砂，在砂型材料用量中，重量百分比如下水玻璃石英砂占70-90％，水玻璃铬铁矿砂占10-30％。2、 权利要求1所述的复合砂型材料铸造不锈钢件的方法，其特征在于工 艺步骤如下，A、 铸件浇铸和冷却凝固过程模拟通过计算机进行浇注和凝固过程的铸型温度 场测试和模拟，进行铸型热物理参数的测试和计量；B、 制作模型1) 根据铸件工艺图制作模型(1)，检査尺寸；2) 、刷漆在模型(1)表面刷漆，漆选自硝基磁漆、清漆、调合漆中的任 意一种；C、 造型将90_96%重量百分含量的铬铁矿砂用4_10%重量百分含量的水玻璃为 粘接剂混合为水玻璃铬铁矿砂(2)，在模型(1)外壁即砂型内腔放置水玻璃铬 铁矿砂(2)，厚度为10—30毫米；将90-96%重量百分含量的石英砂用4-10%重量百分含量的水玻璃为粘接剂 混合为水玻璃石英...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立建，吕国林，阎峰云，祁建民，张凯俊，王毓虎，辛世英，张立耿，
申请(专利权)人：甘肃省永靖昌盛铸钢有限责任公司，
类型：发明
国别省市：62[中国|甘肃]