專利名稱：一種用消失模鑄造耐熱鋼或耐磨合金鋼工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及消失模鑄造エ藝，屬鑄造エ藝領(lǐng)域，尤其涉及ー種用消失模鑄造耐熱鋼或耐磨合金鋼エ藝。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的鋳造模型均為木型，但是因其制作成本高、浪費(fèi)自然資源和加工周期長(zhǎng)等原因，人們對(duì)其進(jìn)行改迸。目前已有用石蠟或發(fā)泡聚こ烯(通常叫苯板)制作模型直接埋在干石英砂中振動(dòng)造型，形成苯板實(shí)體砂型鋳型，當(dāng)向這種實(shí)體鋳型內(nèi)澆注鐵水時(shí)，聚苯こ烯燃燒氣化，鐵水充滿聚苯こ烯所占據(jù)的空間，凝固冷卻后形成與模型相同的鑄件。人們通常稱之為消失模鑄造又稱為干砂實(shí)型負(fù)壓鑄造，國(guó)外稱之為EPC，是目前國(guó)際上最先進(jìn)的鑄造エ藝之一。與傳統(tǒng)鑄造技術(shù)相比，消失模鑄造技術(shù)具有無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì)，消失模鑄造有下列特點(diǎn):1、鑄件質(zhì)量好，精度高，節(jié)省機(jī)加工，成本低；2、材質(zhì)不限，大小皆宜；3、內(nèi)部缺陷少，鑄件組織致密；4、可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、大批量生產(chǎn)；5、可以大大改善鋳造生產(chǎn)線的工作環(huán)境與生產(chǎn)條件、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、減少能源消耗。但它的不足之處是:首先，聚苯こ烯燃燒后產(chǎn)生的游離碳富積在鑄件內(nèi)部或鑄件表面上形成積碳，造成加工表面因積碳缺陷而報(bào)廢；其次，由于苯板型涂料層在鐵水澆注過(guò)程中易脫落而形成涂料皮，造成鑄件夾皮、夾渣、粘砂等難以克服的鋳造缺陷；此外，易產(chǎn)生鐵包砂、漲箱、變形等缺陷，而且鑄件表面質(zhì)量相對(duì)木型鑄造較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種成本低、加工周期短且產(chǎn)品質(zhì)量好的消失模鋳造耐熱鋼或耐磨合金鋼エ藝。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)解決方案是:ー種用消失模鑄造耐熱鋼或耐磨合金鋼エ藝，包括原料采購(gòu)、化驗(yàn)、配料、煉鋼、模型制造、涂料配制、刷涂料、烘干、裝箱、澆注、割澆口和澆道、試驗(yàn)、熱處理、補(bǔ)焊和打磨、拋光、打包入庫(kù)，
具體步驟如下:
1、原料采購(gòu)，一般用回收的廢鋼、鉻、鎳、錳、氮化鉻、稀土等；
2、化驗(yàn)，取樣化驗(yàn)，當(dāng)成分不符合標(biāo)準(zhǔn)要求吋，進(jìn)行補(bǔ)料或稀釋，然后取樣檢測(cè)，確認(rèn)原材料成分滿足產(chǎn)品要求；
3、配料，除了原材料中含有的廢鋼、鉻、鎳、錳、氮化鉻、稀土等常規(guī)材料外，新添加銅、鑰ニ種元素，加入量的百分比，分別是銅0.3-0.8%、鑰0.1-0.3%，所述鑰在熔煉時(shí)隨廢鋼一起加入，所述銅是在出鐵時(shí)隨鐵水一起加入鐵水包，所述鉻0.2-0.7% ；
4、煉鋼，先將10%的廢鋼投入中頻電爐中熔化成鋼水，待中頻電爐內(nèi)的溫度升至1100 1200で時(shí)，再投入0.15%鑰、30%的廢鋼、40%的生鐵和20%的回爐料，然后排渣，排渣后加入鉻0.7%，此時(shí)，從中頻電爐內(nèi)的鐵水中取樣分析，補(bǔ)加材料，待中頻電爐內(nèi)的溫度升至1450°C時(shí)出鐵，這時(shí)，將0.5%的銅隨鐵水一起加入鐵水包，在澆注前，先用氬氧爐降碳技術(shù)，將熔煉鋼水含碳量將至0.015%以下，再進(jìn)行澆注；
5、模型制造，首先將整塊泡沫切割、打磨和粘結(jié)，后將與鑄件尺寸形狀相似的泡沫模型組合成模型簇；
6、涂料配制，所述涂料由耐火材料、粘接劑、懸浮劑、磷酸ニ氫鈉和水組成；
7、刷涂料，將涂料的密度調(diào)整到65 70波美度，攪拌均勻后將其泡涂在泡沫模型上，涂覆層為3 5層，具體視零件大小而定；
8、烘干，將涂好的泡沫模型整齊的擺放在架子上烘干，烘干溫度為50-65°C；
9、裝箱，將泡沫模箱裝箱后，先用自硬呋喃樹脂砂對(duì)烘干后的泡沫模型進(jìn)行預(yù)填砂，再埋入石英砂中震動(dòng)造型；
10、澆注，用塑料膜覆蓋，放上澆ロ杯，抽真空，在負(fù)壓下向所述泡沫模型澆注鐵水，所述泡沫模型氣化，鋼水占據(jù)所述泡沫模型位置，凝固冷卻后形成鑄件；
11、割澆口和澆道，使用切割設(shè)備把所述澆注時(shí)留下來(lái)的澆ロ、澆道全部切割棹；
12、試驗(yàn)，對(duì)所述鑄件進(jìn)行性能試驗(yàn)，合格就不再進(jìn)行二次熱處理，不合格需進(jìn)行粗加エ后進(jìn)行二次熱處理；
13、熱處理，所述鑄件冷卻后入熱處理爐，進(jìn)行固溶時(shí)效處理，固溶溫度960±10°C，固溶時(shí)間3 4小時(shí)；淬火水溫60°C，淬火時(shí)間2 2.5小時(shí)，時(shí)效溫度160±5°C，回火溫度300°C，時(shí)效時(shí)間3 3.5小時(shí)，保溫5飛小時(shí)出爐空氣冷卻；
14、補(bǔ)焊、打磨，所述鑄件在經(jīng)過(guò)熱處理之后，對(duì)其毛刺、飛邊或者缺陷部位進(jìn)行補(bǔ)焊、打磨；
15、拋光，使用拋光機(jī)將所述鑄件進(jìn)行拋光處理；
16、打包入庫(kù)，最終各道エ序合格后，打包入庫(kù)。進(jìn)ー步的步驟6說(shuō)明，所述涂料的重量百分比配比為:耐火材料5(T80%、粘接劑
0.5 4%、懸浮劑f 3%、磷酸ニ氫鈉0.5 3%，其余組分為水；
所述耐火材料為:鋁鞏土、剛玉粉、石墨粉或者莫來(lái)石粉組成；
所述粘接劑為:質(zhì)量比8.5:1的水玻璃與硫酸鋁的組合物；
所述懸浮劑為:膨潤(rùn)土粉與羥甲基纖維素鈉水溶液的質(zhì)量比為2:3。進(jìn)ー步的步驟4說(shuō)明，所述氬氧爐降碳技術(shù)即為在煉鋼時(shí)，它是在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓カ下向鋼水吹氧的同時(shí)，吹入惰性氣體(氬，氮)，通過(guò)降低一氧化碳分壓，達(dá)到假真空的效果，從而使碳含量降到很低的水平，并且抑制鋼中鉻的氧化。綜上所述本發(fā)明具有以下有益效果:首先，采用本涂料的消失模，減少了泡沫模型氣化后產(chǎn)生的游離碳富積在鑄件內(nèi)部或鑄件表面上形成積碳，避免了加工表面因積碳缺陷而報(bào)廢；其次，由于エ藝エ序的改進(jìn)克服了由于泡沫模型的涂料層在鐵水澆注過(guò)程中易脫落而形成涂料皮，造成鑄件夾皮、夾渣、粘砂等缺陷；此外，易產(chǎn)生鐵包砂、漲箱、變形等缺陷也得到了很大的改善，而且使用此エ藝鑄件內(nèi)部缺陷少，鑄件組織致密，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、大批量生產(chǎn)，大大改善鋳造生產(chǎn)線的工作環(huán)境與生產(chǎn)條件、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、減少能源消耗。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)的說(shuō)明。
圖1為本發(fā)明ー種用消失模鑄造耐熱鋼或耐磨合金鋼エ藝的步驟方法框圖。其中:1-原料采購(gòu)、2-化驗(yàn)、3-配料、4-煉鋼、5-模型制造、6-涂料配制、7_刷涂料、8-烘干、9-裝箱、10-澆注、11-割澆口和澆道、12-試驗(yàn)、13-熱處理、14-補(bǔ)焊和打磨、15-拋光、16-打包入庫(kù)。
具體實(shí)施例方式圖1表示了ー種用消失模鑄造耐熱鋼或耐磨合金鋼エ藝，步驟如下:
1、原料采購(gòu)，一般用回收的廢鋼、鉻、鎳、錳、氮化鉻、稀土等；
2、化驗(yàn)，取樣化驗(yàn)，當(dāng)成分不符合標(biāo)準(zhǔn)要求吋，進(jìn)行補(bǔ)料或稀釋，然后取樣檢測(cè)，確認(rèn)原材料成分滿足產(chǎn)品要求；
3、配料，除了原材料中含有的廢鋼、鉻、鎳、錳、氮化鉻、稀土等常規(guī)材料外，新添加銅、鑰ニ種元素，加入量的百分比，分別是銅0.3-0.8%、鑰0.1-0.3%，所述鑰在熔煉時(shí)隨廢鋼一起加入，所述銅是在出鐵時(shí)隨鐵水一起加入鐵水包，所述鉻0.2-0.7% ；
4、煉鋼，先將10%的廢鋼投入中頻電爐中熔化成鋼水，待中頻電爐內(nèi)的溫度升至110(Tl20(TC時(shí)，再投入0.15%鑰、30%的廢鋼、40%的生鐵和20%的回爐料，然后排渣，排渣后加入鉻0.7%，此時(shí)，從中頻電爐內(nèi)的鐵水中取樣分析，補(bǔ)加材料，待中頻電爐內(nèi)的溫度升至1450°C時(shí)出鐵，這時(shí)，將0.5%的銅隨鐵水一起加入鐵水包，在澆注前，先用氬氧爐降碳技術(shù)，將熔煉鋼水含碳量將至0.015%以下，再進(jìn)行澆注；
5、模型制造，首先將整塊泡沫切割、打磨和粘結(jié)，后將與鑄件尺寸形狀相似的泡沫模型組合成模型簇；
6、涂料配制,所述涂料由耐火材料、粘接劑、懸浮劑、磷酸ニ氫鈉和水組成,進(jìn)ー步說(shuō)明，所述耐火材料以鋁鞏土、剛玉粉、石墨粉或者莫來(lái)石粉組成，所述涂料的重量百分比配比為:耐火材料5(T80%、粘接劑0.5 4%、懸浮劑f 3%、磷酸ニ氫鈉0.5 3%，其余組分為水；
7、刷涂料，將涂料的密度調(diào)整到65 70波美度，攪拌均勻后將其泡涂在泡沫模型上，涂覆層為3飛層，具體視零件大小而定；
8、烘干，將涂好的泡沫模型整齊的擺放在架子上烘干，烘干溫度為50-65°C；
9、裝箱，將泡沫模箱裝箱后，先用自硬呋喃樹脂砂對(duì)烘干后的泡沫模型進(jìn)行預(yù)填砂，再埋入石英砂中震動(dòng)造型；
10、澆注，用塑料膜覆蓋，放上澆ロ杯，抽真空，在負(fù)壓下向所述泡沫模型澆注鐵水，所述泡沫模型氣化，鋼水占據(jù)所述泡沫模型位置，凝固冷卻后形成鑄件；
11、割澆口和澆道，使用切割設(shè)備把所述澆注時(shí)留下來(lái)的澆ロ、澆道全部切割掉；
12、試驗(yàn)，對(duì)所述鑄件進(jìn)行性能試驗(yàn)，合格就不再進(jìn)行二次熱處理，不合格需進(jìn)行粗加エ后進(jìn)行二次熱處理；
13、熱處理，所述鑄件冷卻后入熱處理爐，進(jìn)行固溶時(shí)效處理，固溶溫度960±10°C，固溶時(shí)間3 4小時(shí)；淬火水溫60°C，淬火時(shí)間2 2.5小時(shí)，時(shí)效溫度160±5°C，回火溫度300°C，時(shí)效時(shí)間3 3.5小時(shí)，保溫5飛小時(shí)出爐空氣冷卻；
14、補(bǔ)焊、打磨，所述鑄件在經(jīng)過(guò)熱處理之后，對(duì)其毛刺、飛邊或者缺陷部位進(jìn)行補(bǔ)焊、打磨；
15、拋光，使用拋光機(jī)將所述鑄件進(jìn)行拋光處理； 16、打包入庫(kù)，最終各道エ序合格后，打包入庫(kù)。進(jìn)ー步的步驟6說(shuō)明，所述涂料的重量百分比配比為:耐火材料5(T80%、粘接劑
0.5 4%、懸浮劑f 3%、磷酸ニ氫鈉0.5 3%，其余組分為水；
所述耐火材料為:鋁鞏土、剛玉粉、石墨粉或者莫來(lái)石粉組成；
所述粘接劑為:質(zhì)量比8.5:1的水玻璃與硫酸鋁的組合物；
所述懸浮劑為:膨潤(rùn)土粉與羥甲基纖維素鈉水溶液的質(zhì)量比為2:3 ；
進(jìn)ー步的步驟4說(shuō)明，所述氬氧爐降碳技術(shù)即為在煉鋼時(shí)，它是在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓カ下向鋼水吹氧的同時(shí)，吹入惰性氣體(氬，氮)，通過(guò)降低一氧化碳分壓，達(dá)到假真空的效果，從而使碳含量降到很低的水平，并且抑制鋼中鉻的氧化。最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描述的技術(shù)方案；因此，盡管本說(shuō)明書參照上述的各個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明已進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換；而一切不脫離發(fā)明精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種用消失模鑄造耐熱鋼或耐磨合金鋼エ藝，包括原料采購(gòu)、化驗(yàn)、配料、煉鋼、模型制造、涂料配制、刷涂料、烘干、裝箱、澆注、割澆口和澆道、試驗(yàn)、熱處理、補(bǔ)焊和打磨、拋光、打包入庫(kù)， 其特征是在于，具體依次包括以下步驟: (1)原料采購(gòu)，一般用回收的廢鋼、鉻、鎳、錳、氮化鉻、稀土等； (2)化驗(yàn)，取樣化驗(yàn)，當(dāng)成分不符合標(biāo)準(zhǔn)要求吋，進(jìn)行補(bǔ)料或稀釋，然后取樣檢測(cè)，確認(rèn)原材料成分滿足產(chǎn)品要求； (3)配料，除了原材料中含有的廢鋼、鉻、鎳、錳、氮化鉻、稀土等常規(guī)材料外，新添加銅、鑰ニ種元素，加入量的百分比，分別是銅0.3-0.8%、鑰0.1-0.3%，所述鑰在熔煉時(shí)隨廢鋼一起加入，所述銅是在出鐵時(shí)隨鐵水一起加入鐵水包，所述鉻0.2-0.7% ； (4)煉鋼，先將10%的廢鋼投入中頻電爐中熔化成鋼水，待中頻電爐內(nèi)的溫度升至110(Tl20(TC時(shí)，再投入0.15%鑰、30%的廢鋼、40%的生鐵和20%的回爐料，然后排渣，排渣后加入鉻0.7%，此時(shí)，從中頻電爐內(nèi)的鐵水中取樣分析，補(bǔ)加材料，待中頻電爐內(nèi)的溫度升至1450°C時(shí)出鐵，這時(shí)，將0.5%的銅隨鐵水一起加入鐵水包，在澆注前，先用氬氧爐降碳技術(shù)，將熔煉鋼水含碳量將至0.015%以下，再進(jìn)行澆注； (5)模型制造，首先將整塊泡沫切割、打磨和粘結(jié)，后將與鑄件尺寸形狀相似的泡沫模型組合成模型簇； (6)涂料配制，所述涂料由耐火 材料、粘接劑、懸浮劑、磷酸ニ氫鈉和水組成； (7)刷涂料，將涂料的密度調(diào)整到65 70波美度，攪拌均勻后將其泡涂在泡沫模型上，涂覆層為3 5層，具體視零件大小而定； (8)烘干，將涂好的泡沫模型整齊的擺放在架子上烘干，烘干溫度為50-65°C； (9)裝箱，將泡沫模箱裝箱后，先用自硬呋喃樹脂砂對(duì)烘干后的泡沫模型進(jìn)行預(yù)填砂，再埋入石英砂中震動(dòng)造型； (10)澆注，用塑料膜覆蓋，放上澆ロ杯，抽真空，在負(fù)壓下向所述泡沫模型澆注鐵水，所述泡沫模型氣化，鋼水占據(jù)所述泡沫模型位置，凝固冷卻后形成鑄件； (11)割澆口和澆道，使用切割設(shè)備把所述澆注時(shí)留下來(lái)的澆ロ、澆道全部切割掉； (12)試驗(yàn)，對(duì)所述鑄件進(jìn)行性能試驗(yàn)，合格就不再進(jìn)行二次熱處理，不合格需進(jìn)行粗加エ后進(jìn)行二次熱處理； (13)熱處理，所述鑄件冷卻后入熱處理爐，進(jìn)行固溶時(shí)效處理，固溶溫度960±10°C，固溶時(shí)間3 4小時(shí)；淬火水溫60°C，淬火時(shí)間2 2.5小時(shí)，時(shí)效溫度160±5°C，回火溫度300°C，時(shí)效時(shí)間3 3.5小時(shí)，保溫5飛小時(shí)出爐空氣冷卻； (14)補(bǔ)焊、打磨，所述鑄件在經(jīng)過(guò)熱處理之后，對(duì)其毛刺、飛邊或者缺陷部位進(jìn)行補(bǔ)焊、打磨； (15)拋光，使用拋光機(jī)將所述鑄件進(jìn)行拋光處理； (16)打包入庫(kù)，最終各道エ序合格后，打包入庫(kù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述ー種用消失模鑄造耐熱鋼或耐磨合金鋼エ藝，其特征是在于:步驟(6)中所述涂料的重量百分比配比為耐火材料5(T80%、粘接劑0.5 4%、懸浮劑廣3%、磷酸ニ氫鈉0.5 3%，其余組分為水，所述耐火材料為鋁鞏土、剛玉粉、石墨粉或者莫來(lái)石粉組成，所述粘接劑為質(zhì)量比8.5:1的水玻璃與硫酸鋁的組合物，所述懸浮劑為膨潤(rùn)土粉與羥甲基纖維素鈉水溶液 的質(zhì)量比為2:3。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用消失模鑄造耐熱鋼或耐磨合金鋼工藝，首先進(jìn)行原料采購(gòu)、配料、煉鋼、然后進(jìn)行模型制造、涂料配制、刷涂料、烘干、再進(jìn)行澆注、試驗(yàn)、熱處理、拋光、打包入庫(kù)。本發(fā)明進(jìn)一步提供了原料的配料，分別是銅0.3-0.8%、鉬0.1-0.3%，所述鉬在熔煉時(shí)隨廢鋼一起加入，所述銅是在出鐵時(shí)隨鐵水一起加入鐵水包，所述鉻0.2-0.5%，還提供了本涂料的配制，所述涂料由耐火材料、粘接劑、懸浮劑、磷酸二氫鈉和水組成，所述耐火材料為鋁鞏土、剛玉粉、石墨粉或者莫來(lái)石粉組成，耐火材料50~80%、粘接劑0.5~4%、懸浮劑1~3%、磷酸二氫鈉0.5~3%，其余組分為水。使用該方法具有成本低、加工周期短和質(zhì)量好的效果，本發(fā)明工藝工序合理而且原料和涂料的配制效果好，適用于批量化、規(guī)?；纳a(chǎn)。
文檔編號(hào)B22C9/04GK103084542SQ20131003472
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月30日
發(fā)明者周斌 申請(qǐng)人:巢湖諾信建材機(jī)械裝備有限公司