一種耐磨低氣孔鑄鋼件的鑄造工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種耐磨低氣孔鑄鋼件的鑄造工藝，以硅砂、膨潤土、添加劑和水為造型材料混制成鑄型，再對制成的鑄型采用130-140℃的熱風進行烘干，將溶好的金屬溶液注入制成的鑄型中澆注成半成品，對半成品進行熱處理并進行打磨和機械加工得到成品，并檢驗入庫；該鑄造工藝能夠大大提高鑄件的耐磨性和韌性，減少鑄件上的氣孔，延長鑄件的使用壽命，且操作簡單，成本低。
【專利說明】一種耐磨低氣孔鑄鋼件的鑄造工藝

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種鑄鋼件的鑄造工藝，具體涉及一種耐磨低氣孔鑄鋼件的鑄造工藝，屬于鑄造工藝領域。

【背景技術】
[0002]鑄造是機械產品毛坯重要的生產方法，在國民經濟中占有重要地位。隨著世界統一市場的形成和市場經濟的發展，鑄造企業面臨著日益激烈的競爭和嚴峻的挑戰。傳統的鑄造設計生產方式己不能適應市場對企業的要求，鑄造企業必須變更傳統的生產方式，弓丨進新技術新方法。目前在鑄鋼行業中，鑄鋼件在鑄造時，通常要制造模具、澆鑄再進行鑄件的后期處理，工藝比較繁瑣，此方法得到的鑄鋼件容易產生裂紋、砂眼、氣孔等缺陷，影響了產品質量，為后續工藝處理造成了很大的困難，增加了生產成本。研發一種能克服以上缺陷的鑄鋼件的鑄造工藝成為本領域技術人員亟待解決的技術問題。


【發明內容】

[0003]本發明所要解決的技術問題是，針對以上現有技術存在的缺點，提出一種耐磨低氣孔鑄鋼件的鑄造工藝，該鑄造工藝能夠大大提高鑄件的耐磨性和韌性，減少鑄件上的氣孔，延長鑄件的使用壽命，且操作簡單，成本低。
[0004]本發明解決以上技術問題的技術方案是:
一種耐磨低氣孔鑄鋼件的鑄造工藝，其特征在于，具體包括以下步驟:
(1)以硅砂、膨潤土、添加劑和水為造型材料混制成鑄型；
在混制時造型材料按質量百分比計選取硅砂:89%、膨潤土:7.5%、添加劑:0.5和水:3.0 %，硅砂是由50/100-70/140目硅砂混合而成，膨潤土為鈉基膨潤土和鈣基膨潤土混合物，添加劑為α淀粉和糊精按重量比為4:1的比例混合；
(2)對步驟(1)中制成的鑄型采用130-140°C的熱風進行烘干，烘干0.5-lh ；
(3)將溶好的金屬溶液注入制成的鑄型中澆注成半成品；
(4)將步驟(3)中的半成品進行熱處理并進行打磨和機械加工得到成品，并檢驗入庫； 熱處理的具體操作為:
a退火:將半成品爐熱至500-520°C并保溫0.5-lh后停爐，爐冷卻至300-350°C，隨后打開爐門繼續緩冷至200-220°C出爐空冷至室溫；
b淬火:將步驟a中退火后的半成品緩慢爐熱至400-425°C，再次爐熱至500_520°C后用水噴淋半成品快速降溫；
c回火:將經淬火后的半成品在室溫下再次入爐并爐熱至200-250°C后保溫1-1.5h后出爐空冷至室溫。
[0005]本發明進一步限定的技術方案是:
前述耐磨低氣孔鑄鋼件的鑄造工藝中，硅砂的粒度為3-4篩，并硅砂中的二氧化硅含量彡94%，含泥量< 1%，水分< 1%。
[0006]前述耐磨低氣孔鑄鋼件的鑄造工藝中，步驟(1)中膨潤土為鈉基膨潤土和鈣基膨潤土按重量比鈉基膨潤土:鈣基膨潤土 =1:1.5的比例混合。
[0007]前述耐磨低氣孔鑄鋼件的鑄造工藝中，在步驟(3)金屬溶液進行澆注前向金屬溶液中依次加入以鋇為主、鑭為輔的預處理劑及球化劑靜止5-10-=后再金屬溶液的表面上撒布珍珠巖造渣以凈化金屬溶液并立刻扒渣。
[0008]前述耐磨低氣孔鑄鋼件的鑄造工藝中，球化劑為為鎂硅鐵合金球化劑。
[0009]前述耐磨低氣孔鑄鋼件的鑄造工藝中，步驟(3)中在金屬溶液注入鑄型中進行澆注時，澆注時間為5-10111111，澆注的溫度控制在240-2501
本發明的有益效果是:
本發明中采用膨潤土為鈉基-鈣基混合膨潤土，鈉基膨潤土，膨潤值高，性能優異，用它配制的型砂，具有抗夾砂能力強，熱穩定性好等優點，且金屬液澆注過程中，膨潤土因受熱成為死粘土傾向小，即膨潤土耐用性好，但是鈉基膨潤土價格一般稍貴，與鈉基膨潤土相比，鈣基膨潤土的優勢在于，鈣基膨潤土型砂混砂時間短，型砂濕壓強度高，流動性好，澆注后易于落砂。用這兩種膨潤土混合搭配的方式來使用，以充分發揮各自優點，也減少了成本。
[0010]本發明中的添加劑選用0淀粉和糊精，0淀粉是把生淀粉與水調成懸浮液，力口熱糊化后快速冷卻、磨細制成的，^淀粉能保持型砂的水分，避免型砂干燥、開裂掉砂，提高型砂韌性，穩定鑄型拐角處型砂強度；糊精是淀粉加水后在酸和熱的作用下產生水解反應的一種中間產物，糊精是一種濕強度和干強度都比較高的有機水溶性粘結劑，露置時易吸潮結塊，在冷水中幾乎可以完全溶解。糊精溶解于水后形成粘稠的漿糊狀溶膠，烘干脫水后變成稍帶彈性的凝膠，其硬化過程屬可逆反應，吸濕性比紙漿殘液低，但比糖漿高。0淀粉與糊精的使用效果有明顯的差異，糊精能顯著提高鑄型的表面強度，熱濕拉強度和韌性，但使得濕壓強度和流動性明顯下降；0淀粉雖然對型砂的表面強度，熱濕拉強度，韌性的提高不如糊精多，但對濕壓強度和流動性影響不大。本發明采用0淀粉和糊精按重量比1:1的比例混合而成能使熱濕拉強度劇增，韌性明顯提高，提高型砂性能。
[0011]本發明在澆注時先對鑄型進行熱風烘干，能減少后期的打磨工作量，減少后期焊補的工作量，降低澆注過程中冷熱鋼水之間的拉力，避免組織內部疏松同時減少鑄件表面細微的氣孔產生。
[0012]本發明在球化處理后撒布珍珠巖以凈化金屬溶液，珍珠巖是一種高效除渣劑，均勻撒布于金屬溶液的表面后，稍加攪動即可迅速集聚成與金屬溶液易于分離的渣殼，扒掉渣殼后即可獲得純凈的金屬溶液，減除鑄件夾砂，提高質量，且珍珠巖本身的成本低，且使用過程中不爆不濺、安全可靠，便于使用，珍珠巖對金屬溶液無污染、無滲透、不影響其化學成份及鑄件的機械性能，使用中無煙無灰塵和有害氣體污染，可凈化環境，達到文明生產。
[0013]本發明澆注成型得到產品后對產品進行回火、淬火、退火的熱處理提高產品的綜合性能即具有硬度外還具有一定的韌性，熱處理溫度的確定應以獲得均勻而細小的奧氏體晶粒為原則，以便淬火后得到細小的馬氏體組織，奧氏體晶粒的長大與淬火溫度成正比，淬火時采用水噴淋產品快速降溫，并及時對產品進行回火處理，不僅能消除淬火時產生的應力，還可以得到一定數量的回火馬氏體，保證了產品的高硬度同時又提高了產品的韌性。

【具體實施方式】
[0014]實施例1
本實施例提供一種耐磨低氣孔鑄鋼件的鑄造工藝，具體包括以下步驟:
(1)以硅砂、膨潤土、添加劑和水為造型材料混制成鑄型；
在混制時造型材料按質量百分比計選取硅砂:89%、膨潤土:7.5%、添加劑:0.5和水:3.0 %，硅砂是由50/100-70/140目硅砂混合而成，硅砂的粒度為3篩，并硅砂中的二氧化硅含量彡94%，含泥量< 1%，水分< 1%。
[0015]膨潤土為鈉基膨潤土和鈣基膨潤土混合物，鈉基膨潤土:鈣基膨潤土 =1: 1.5，添加劑為α淀粉和糊精按重量比為4:1的比例混合；
(2)對步驟(1)中制成的鑄型采用130°C的熱風進行烘干，烘干0.8h ；
(3)向溶好的金屬溶液中依次加入以鋇為主、鑭為輔的預處理劑及鎂硅鐵合金球化劑靜止lOmin后再金屬溶液的表面上撒布珍珠巖造渣以凈化金屬溶液并立刻扒渣，然后將扒渣后的金屬溶液注入制成的鑄型中澆注成半成品，澆注時間為lOmin，澆注的溫度控制在250。。；
(4)將步驟(3)中的半成品進行熱處理并進行打磨和機械加工得到成品，并檢驗入庫； 熱處理的具體操作為:
a退火:將半成品爐熱至520°C并保溫lh后停爐，爐冷卻至350°C，隨后打開爐門繼續緩冷至220°C出爐空冷至室溫；
b淬火:將步驟a中退火后的半成品緩慢爐熱至410°C，再次爐熱至500°C后用水噴淋半成品快速降溫；
c回火:將經淬火后的半成品在室溫下再次入爐并爐熱至250°C后保溫lh后出爐空冷至室溫。
[0016]實施例2
本實施例提供一種耐磨低氣孔鑄鋼件的鑄造工藝，具體包括以下步驟:
(1)以硅砂、膨潤土、添加劑和水為造型材料混制成鑄型；
在混制時造型材料按質量百分比計選取硅砂:89%、膨潤土:7.5%、添加劑:0.5和水:3.0 %，硅砂是由50/100-70/140目硅砂混合而成，硅砂的粒度為4篩，并硅砂中的二氧化硅含量彡94%，含泥量< 1%，水分< 1%。
[0017]膨潤土為鈉基膨潤土和鈣基膨潤土混合物，鈉基膨潤土:鈣基膨潤土 =1: 1.5，添加劑為α淀粉和糊精按重量比為4:1的比例混合；
(2)對步驟(1)中制成的鑄型采用140°C的熱風進行烘干，烘干lh；
(3)向溶好的金屬溶液中依次加入以鋇為主、鑭為輔的預處理劑及鎂硅鐵合金球化劑靜止7min后再金屬溶液的表面上撒布珍珠巖造渣以凈化金屬溶液并立刻扒渣，然后將扒渣后的金屬溶液注入制成的鑄型中澆注成半成品，澆注時間為5min，澆注的溫度控制在245。。；
(4)將步驟(3)中的半成品進行熱處理并進行打磨和機械加工得到成品，并檢驗入庫； 熱處理的具體操作為:
a退火:將半成品爐熱至500°C并保溫0.5h后停爐，爐冷卻至325°C，隨后打開爐門繼續緩冷至200°C出爐空冷至室溫； 13淬火:將步驟3中退火后的半成品緩慢爐熱至4201，再次爐熱至5201后用水噴淋半成品快速降溫；
回火:將經淬火后的半成品在室溫下再次入爐并爐熱至2351后保溫1.5后出爐空冷至室溫。
[0018]實施例3
本實施例提供一種耐磨低氣孔鑄鋼件的鑄造工藝，具體包括以下步驟:
(1)以硅砂、膨潤土、添加劑和水為造型材料混制成鑄型；
在混制時造型材料按質量百分比計選取硅砂:89%、膨潤土:7.5%、添加劑:0.5和水:
3.0 %，硅砂是由50/100-70/140目硅砂混合而成，硅砂的粒度為3篩，并硅砂中的二氧化硅含量彡94%，含泥量? 1%，水分? 1%。
[0019]膨潤土為鈉基膨潤土和鈣基膨潤土混合物，鈉基膨潤土:鈣基膨潤土 =1: 1.5，添加劑為0淀粉和糊精按重量比為4:1的比例混合；
(2)對步驟(1)中制成的鑄型采用1351的熱風進行烘干，烘干0.51！；
(3)向溶好的金屬溶液中依次加入以鋇為主、鑭為輔的預處理劑及鎂硅鐵合金球化劑靜止501！！后再金屬溶液的表面上撒布珍珠巖造渣以凈化金屬溶液并立刻扒渣，然后將扒渣后的金屬溶液注入制成的鑄型中澆注成半成品，澆注時間為801！！，澆注的溫度控制在240。。；
(4)將步驟(3)中的半成品進行熱處理并進行打磨和機械加工得到成品，并檢驗入庫； 熱處理的具體操作為:
3退火:將半成品爐熱至5101并保溫0.81！后停爐，爐冷卻至3001，隨后打開爐門繼續緩冷至2101出爐空冷至室溫；
6淬火:將步驟3中退火后的半成品緩慢爐熱至4001，再次爐熱至5101后用水噴淋半成品快速降溫；
0回火:將經淬火后的半成品在室溫下再次入爐并爐熱至2001后保溫1.21！后出爐空冷至室溫。
[0020]除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種耐磨低氣孔鑄鋼件的鑄造工藝，其特征在于，具體包括以下步驟: (1)以硅砂、膨潤土、添加劑和水為造型材料混制成鑄型； 在混制時造型材料按質量百分比計選取硅砂:89%、膨潤土:7.5%、添加劑:0.5和水:3.0 %，所述的硅砂是由50/100-70/140目硅砂混合而成，所述的膨潤土為鈉基膨潤土和鈣基膨潤土混合物，所述的添加劑為α淀粉和糊精按重量比為4:1的比例混合； (2)對步驟(I)中制成的鑄型采用130-140°C的熱風進行烘干，烘干0.5-lh ； (3)將溶好的金屬溶液注入制成的鑄型中澆注成半成品； (4)將步驟(3)中的半成品進行熱處理并進行打磨和機械加工得到成品，并檢驗入庫； 所述的熱處理的具體操作為: a退火:將半成品爐熱至500-520°C并保溫0.5-lh后停爐，爐冷卻至300-350°C，隨后打開爐門繼續緩冷至200-220°C出爐空冷至室溫； b淬火:將步驟a中退火后的半成品緩慢爐熱至400-425°C，再次爐熱至500_520°C后用水噴淋半成品快速降溫； c回火:將經淬火后的半成品在室溫下再次入爐并爐熱至200-250°C后保溫1-1.5h后出爐空冷至室溫。
2.根據權利要求1所述的耐磨低氣孔鑄鋼件的鑄造工藝，其特征在于:所述硅砂的粒度為3-4篩，并硅砂中的二氧化硅含量彡94%，含泥量< 1%，水分< 1%。
3.根據權利要求1所述的耐磨低氣孔鑄鋼件的鑄造工藝，其特征在于:步驟(I)中所述的膨潤土為鈉基膨潤土和鈣基膨潤土按重量比鈉基膨潤土:鈣基膨潤土 =1:1.5的比例混口 ο
4.根據權利要求1所述的耐磨低氣孔鑄鋼件的鑄造工藝，其特征在于:在步驟(3)金屬溶液進行澆注前向金屬溶液中依次加入以鋇為主、鑭為輔的預處理劑及球化劑靜止5-10min后再金屬溶液的表面上撒布珍珠巖造渣以凈化金屬溶液并立刻扒渣。
5.根據權利要求4所述的耐磨低氣孔鑄鋼件的鑄造工藝，其特征在于:所述的球化劑為為鎂硅鐵合金球化劑。
6.根據權利要求1所述的耐磨低氣孔鑄鋼件的鑄造工藝，其特征在于:步驟(3)中在金屬溶液注入鑄型中進行澆注時，澆注時間為5-10min，澆注的溫度控制在240_250°C。
【文檔編號】C21D1/18GK104325073SQ201410577698
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月27日 優先權日:2014年10月27日
【發明者】吳衛明, 吳正平 申請人:大豐市洪聯鑄鋼有限責任公司