中高铬耐热耐磨铸件的气化模铸造的工艺方法技术

一种中高铬耐热耐磨铸件的气化模铸造工艺方法，用含Ｃｒ（重量％）１３－３２的合金铸造，其工艺是先制作泡沫聚苯乙烯模型，组合浇注系统，然后浇注中高铬合金钢，铸钢的浇注温度为１３８０－１５２０℃，工艺出品率取３５－６３％，在模型上型砂采用石英砂干砂，经三维震动使型砂紧实，模型的密度取０．０１４－０．０３ｋｇ／ｌ。本发明专利技术方法制成的产品用于冶金加热炉和挤压螺旋体用耐热耐磨的铸件，炉箅条、衬板和筛板、塑料橡胶机械和建筑机械的热挤出螺杆等。铸件的在高温工作条件下耐久性好，耐磨性好，在成本和工艺上有优化技术经济指标。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种金属铸造的工艺方法，尤其涉及了如加热炉和挤压螺旋体之类的耐热耐磨合金铸件的气化模铸造工艺。耐热耐磨铸件和铸钢件已经有过多种报道，如CN85105274给出一种稀土铬锰硅钼耐磨铸钢及其生产工艺，是由碳、铬、锰、硅、钼、稀土元素构成，所说的碳含量为0.45～0.75％，铬含量为0.8～1.3％、锰含量为1.4～1.9％、硅含量为0.8～1.2％、钼含量为0.2～0.3 5％；所说的稀土元素总含量为0.05～0.10％，其中硫、磷有害元素含量不得超过0.035％，残余铝的含量为0.02～0.06％。CN85105281给出一种稀土锰硅钼钛硼耐磨铸钢，由碳、锰、硅、钛、钼、硼，稀土元素构成。CN85105282给出一种稀土铬锰硅钼钛硼耐磨铸钢，由碳、铬、锰、硅、钼、钛、硼和稀土元素构成。CN87106700给出稀土钙高强韧铸钢，本专利技术提供一种稀土钙高强韧铸钢，该铸钢在含碳、硅、锰、铬、镍、钼、铝、硫、磷中添加了稀土和钙元素。达到了高强度、高塑性、可焊性、淬透性较好的铸造用钢。提高了铸钢的流动性、充填性和抗热裂性能，以满足目前各种矿用汽车，研制武器特种机械铸钢的要求。CN92105228给出的一种含稀土的抗磨损抗腐蚀抗气蚀的铸钢。CN93103220给出稀土多元超高温耐硫抗磨钢。但上述铸钢及其合金在成本和工艺上并不适应和应用于加热炉用的部件，尤其未见用气化炉铸造工艺来生产这样的耐热合金。气化模铸造的工艺方法在生产异型铸件具有特殊的优点工艺工序少、铸件精度高、容易实现机械化、最后工序的加工量减少、尤其是能生产出形状或结构比较复杂的零件——用一般铸造工艺无法生产的铸件。但是在气化模的铸造工艺中，先以高分子材料制成模型，再填充铸钢用的耐火材料型砂，然后再在浇口中铸造。虽然气化模铸造的工艺方法已有相当的发展，铸钢件也能够生产，如苏联专利SU1210952、1234038、1444067、4805737、1616758、RU2029653涉及到气化模工艺的基本过程、浇注时间的控制、真空浇注工艺、和浇注的自动工艺设备等，欧洲专利EP396483、152754和英国专利GB2282554给出了精密高分子材料造型后夯实无粘结型砂和高温浇注时使高分子型模气化和碳化，于是在型腔里铸件形成，还涉及具体工艺和型砂及其树脂等。美国专利US4448235给出了用于实型铸造的可变透气性及模型涂料的制作，US4451529给出了涂层聚苯乙烯泡沫及其生产成分和工艺。但上述铸钢及其合金在成本和工艺上并不适合应用于加热炉用的经常需要大量使用和更换部件，这是由于用常规的铸造工艺很难制成结晶均匀致密、表面光滑的制品，用于承受耐高温氧化、抗蠕变、耐磨抗热冲击等恶劣环境下工作条件，而且需要相当长的使用寿命。还未见有用气化模铸造的专门用于冶金和加热炉的耐高温合金材料，例如加热炉用的炉篦条、衬板和筛板，挤压热加工机械的螺旋杆等，这一类材料因为几何尺寸特殊，一般为线状、平面状或形状更加特殊的螺旋体，普通铸造工艺加工困难，要求该铸钢工作温度在1000℃～1250℃，用于各种高温和耐磨工作条件。尤其由于此类材料也只有通过铸造才能解决，又要求铸件的晶粒细化均匀，变形度小，这样才能保证铸件的在高温工作条件下耐久性好，耐磨性好。本专利技术的目的是提供一种中高铬耐热耐磨铸件及其气化模铸造耐热铸钢的工艺方法，尤其是冶金和加热炉和挤压螺旋体用耐热耐磨铸件的铸造工艺，如加热炉的炉篦条、衬板和筛板、高分子和其它材料热加工机械的热挤出螺杆等，使这一类材料的工作温度在1000℃左右，用于各种高温场合，尤其保证铸件的在高温和较高温度的工作条件下耐久性好，耐磨性好。在成本和工艺上有优化的技术经济指标。本专利技术的目的还在于提供一种上述产品的铸造工艺方法，克服现有的工艺条件的不足，使铸件的晶粒细化均匀，变形度小。本专利技术的目的还在于提供一种克服现有的工艺条件无法生产特殊形状的合金铸件，用以生产出更高质量和性能的铸件。本专利技术的目的还在于用本专利技术用本专利技术方法能达到尺寸精度高、表面光洁、生产工艺简便以及成本明显降低的要求。本专利技术的其它专利技术目的在说明书中还有给出。本专利技术的目的也是通过如下技术方案实现的一种中高铬耐热耐磨铸件的气化模铸造工艺方法，其特征是用含Cr(重量％)13-32的合金铸造，其工艺是先制作泡沫聚苯乙烯模型，在模型上涂以铸钢涂料，然后用铸钢型砂复盖和填实模型，然后用铸钢型砂复盖和填实模型，组合浇注系统，在模型上型砂采用石英砂干砂，经三维震动使型砂紧实，然后浇注中高铬合金钢，铸钢的浇注温度为1380-1520℃，工艺出品率取35-63％，模型的密度取0.014-0.03Kg/l。本专利技术的进一步改进是添加(重量％)Ni0.1-22，稀土Re 0.1-0.5。还可另行添加(重量％)P≤0.05；S≤0.05；Si 0.1-3；Mo 0.1-3；Mn 0.1-2。其中硫、磷为含量控制元素。本专利技术具有如下特点由于模型可以金属模内发泡制作，铸件的的尺寸精度高，线性尺寸也易控制，铸件表面光整，一般不需要再加工，造型简便，便于大批量生产，尤其是能大量生产异型和复杂造型结构的螺旋体等铸钢件，当然通过控制结晶温度等工艺参数，所制成的耐热或螺旋体机械件能够确保质量，表面硬化和结晶均匀，晶粒细化，铸件的变形度小。此外，考虑到可以使用无粘结干砂造型，造型和清砂简单，型砂材料可以反复使用。利用本专利技术配方和工艺制作的耐热件和耐磨件，其寿命比传统的产品要延长很多。少量稀土变质剂的添加使铸件在抗压和拉伸强度的指标提高，耐磨性能明显变好，使用温度也有一定的提高。利用本专利技术利用低成本的聚苯乙烯(EPS)作为模型，大批量生产的成本低，最低含碳量可以控制在0.2％以下，最低增碳量可以控制在0.02-0.06％的范围。这也是一般实型铸造工艺难以达到的。利用本专利技术方法制成的产品耐磨、耐温性能高，可用于冶金加热炉和挤压螺旋体用耐热耐磨的铸件，如加热炉的炉篦条、衬板和筛板、塑料、橡胶机械和建筑机械的热挤出螺杆等，使这一类材料的工作温度在1000℃～1200℃。尤其保证铸件的在高温工作条件下耐久性好，耐磨性好。在成本和工艺上有优化的技术经济指标。本专利技术使铸件的晶粒细化均匀，变形度小。使用寿命比其它工艺的产品高一倍以上。本专利技术能提供一种现有的工艺条件很难浇注的特殊形状的合金铸件，如螺旋体(挤出螺杆等)，用以生产出更高质量和性能的铸件。本专利技术生产的各种铸件，尤其能生产低碳钢(含碳0.25％以下的铸件)，能达到尺寸精度高、表面光洁、不平整度小于12.5Ra，大批量生产的成本明显降低，具有好的经济性。以下结合实施例对本专利技术作进一步说明采用发泡聚苯乙烯(EPS)作为铸造用模型的实型法成批生产低碳钢铸件。EPS一般是在金属模具中成型的。这种成型是在成型机内进行，EPS珠粒的尺寸为30-60目，成型前先去除EPS珠粒中的水分，使泡沫珠粒的内压均衡，增强其发泡能力，经熟化干燥后，充填入所需形状和尺寸的模具(一般为铝合金金属模具)，并将其发泡到30-50倍达到EPS模型密度的使用范围，一般控制在0.016-0.03Kg/l较好。发泡温度130-145℃，蒸汽压力为1-2kg/cm2，发泡的倍率愈高对控制增碳量和残渣问题愈有利，但容易使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中高铬耐热耐磨铸件的气化模铸造工艺方法，其特征是用含Ｃｒ（重量％）１３－３２的合金铸造，其工艺是先制作泡沫聚苯乙烯模型，在模型上涂以铸钢涂料，然后用铸钢型砂复盖和填实模型，然后用铸钢型砂复盖和填实模型，组合浇注系统，然后浇注中高铬合金钢，铸钢的浇注温度为１３８０－１５２０℃，工艺出品率取３５－６３％，在模型上型砂采用石英砂干砂，经三维震动使型砂紧实，模型的密度取０．０１４－０．０３Ｋｇ／ｌ。

【技术特征摘要】
1.一种中高铬耐热耐磨铸件的气化模铸造工艺方法，其特征是用含Cr(重量％)13-32的合金铸造，其工艺是先制作泡沫聚苯乙烯模型，在模型上涂以铸钢涂料，然后用铸钢型砂复盖和填实模型，然后用铸钢型砂复盖和填实模型，组合浇注系统，然后浇注中高铬合金钢，铸钢的浇注温度为1380-1520℃，工艺出品率取35-63％，在模型上型砂采用石英砂干砂，经三维震动使型砂紧实，模型的密度取0.014-0.03Kg/l。2.由权利要求1所述的中高铬耐热耐磨铸件的气化模铸造工艺方法，其特征是浇口主要设于模型的中部，含碳高的，浇口设在上中部；含碳中低的，浇口设在中下部。3.由权利要求1、2所述的中高铬耐热耐磨铸件的气化模铸造工艺方法，其特征是另行添加(重量％)Si 0.1-3；Mo 0.1-3；Mn 0.1-2。4.由权利要求1、...

【专利技术属性】
技术研发人员：程春根，钱子良，张殿甫，
申请(专利权)人：无锡市永鑫实型铸造厂，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]