專利名稱：用于保護(hù)鑄鐵管所用的連續(xù)鑄造模具的產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種設(shè)計(jì)用來(lái)保護(hù)通過(guò)離心鑄造制造的鑄鐵管所用的鑄造模具的粉末產(chǎn)品；所用的鑄造模具通常稱為“殼體(shells)”。
背景技術(shù)：
用于保護(hù)鑄鐵管所用的離心鑄造殼體的涂層首先由孕育產(chǎn)品和粉末耐火材料組成，并通過(guò)噴鍍一種水基溶液置上硅石和膨潤(rùn)土的混和物。例如，在Pont-à-Mousson的US專利4058153中描述了這種類型的涂層。
然后，在鑄鐵模制之前，這些產(chǎn)品隨后被噴在殼體上的干噴粉末替代，所用的技術(shù)稱為“干噴”。無(wú)論這種替代采用的技術(shù)如何，這些產(chǎn)品用來(lái)產(chǎn)生一種隔熱效果，限制殼體溫度升高，這樣可以提高壽命，并且還有一種對(duì)注入的鑄鐵的孕育效果，可以控制管子的冶金結(jié)構(gòu)。
所熟知的，孕育不充分將導(dǎo)致在鑄鐵中形成碳化物，冷卻過(guò)程中大的收縮和快速脫模，這將有助于提高生產(chǎn)率。而這樣獲得的部件需要昂貴的后續(xù)熱處理。
基于此，或許可以優(yōu)選進(jìn)行更多的孕育，以避免最后的熱處理，盡管生產(chǎn)率下降，或者另一方面，僅輕微的孕育以提高生產(chǎn)率，然后對(duì)鑄鐵部件進(jìn)行熱處理。
所以，干噴的孕育粉末可以在相當(dāng)寬的限度內(nèi)變化，而產(chǎn)品所要求的其它效果有著更加恒定的需要。
所以，干噴產(chǎn)品通常由一種幾種組分的混和物組成，包括一種具有不同效率的孕育劑，其可以構(gòu)成產(chǎn)品的30-100％，例如一種含0.1-3％的鋁和鈣，以及一種惰性礦物填料的鐵硅，礦物填料例如硅石或者螢石，其構(gòu)成產(chǎn)品的0-70％。
專利FR 2612097(Foseco)描述用FeSiMg型合金作處理劑，含有通過(guò)摩擦而帶電的顆粒。
這些混和物是粉末的形式，其尺寸級(jí)別總小于400μm，但不含細(xì)粉。例如，廣泛采用的尺寸級(jí)別在50-200μm之間。
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是一種用來(lái)保護(hù)鑄鐵管所用離心鑄造模具的粉末產(chǎn)品，包括一種孕育金屬合金以及可能的惰性礦物粉末，和一種在液態(tài)鑄鐵的溫度下?lián)]發(fā)的強(qiáng)還原性的金屬。
發(fā)明描述依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用作干噴的、用來(lái)通過(guò)離心鑄造制造鑄鐵管的產(chǎn)品具有一些缺點(diǎn)。加入到混和物中的惰性礦物填料會(huì)增加使模具變臟以及在鑄鐵中形成惰性礦物夾雜物的危險(xiǎn)，這會(huì)表現(xiàn)為管子上的表面缺陷。
而且，本申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，盡管為保護(hù)殼體及其壽命加入了一種很強(qiáng)的還原劑，比如鋁，在某些情況下，這會(huì)增加在管子的表面出現(xiàn)不可接受的點(diǎn)狀缺陷的危險(xiǎn)。
所以，本申請(qǐng)人的目的就是開(kāi)發(fā)這樣的產(chǎn)品，來(lái)為用戶提供保護(hù)，防止這些缺點(diǎn)。這些產(chǎn)品包括一種例如基于鐵硅的孕育合金，或者一種孕育合金、以及可能的一種惰性礦物填料和和一種還原劑的混和物，該還原劑由在液態(tài)鑄鐵的溫度下?lián)]發(fā)的金屬組成，其含量在0.3-18％之間，可以是Mendeleiev分類中2族中的一種金屬，優(yōu)選的是元素周期表里2a族中的一種金屬。優(yōu)選的金屬是鈣或者鎂或者含有這些金屬中至少一種的合金。尤其適用的是硅合金，特別是CaSi合金。這樣，可以采用如下的合金組成(按重量比)Si 58-65％；Ca 27-35％；Fe 2-7％；Al 0.4-2％。
該產(chǎn)品優(yōu)選的包括-或者按重量比在0.3-4％之間的鎂，優(yōu)選的在0.5-2％之間。發(fā)現(xiàn)如果該含量高于4％，鑄造模具開(kāi)始以MgO的白色痕跡的形式變臟。
-或者按重量比在15-40％之間的CaSi合金，代表了在4-14％之間的鈣含量。
本申請(qǐng)人的檢測(cè)表明FeSiCa型的鐵基合金，一般含有的鐵超過(guò)10％，經(jīng)常叫做“CaSiFer”，含有(按重量比)Si 51-58％；Ca 16-20％；Fe 23-27％；Al 0.3-1.5％以及FeSiMg型合金，其包含(按重量比)Si 47-53％；Fe 35-48％；Mg 2-12％；Al 0.2-1.5％；Ca 0.1-1.5％；稀土0-2％，上述合金給出令人失望的結(jié)果，遠(yuǎn)低于用依據(jù)本發(fā)明的混和物所得到的結(jié)果。
將最終混和物中的不同成分的相應(yīng)的量相對(duì)于缺陷進(jìn)行測(cè)定，這些缺陷可能因?yàn)檫^(guò)量而產(chǎn)生。
而且，出于針對(duì)產(chǎn)品制備的安全方面的原因，不單獨(dú)使用還原金屬或者還原合金，而是采用與一種惰性物質(zhì)的預(yù)混物的形式，惰性物質(zhì)優(yōu)選為是氟化鈣，氟化鎂或者這兩種氟化物的混和物。為得到最大效率，在預(yù)混物中的強(qiáng)還原金屬合金的含量?jī)?yōu)選的在15-60％之間。
產(chǎn)品的尺寸級(jí)別小于400μm，優(yōu)選的小于250μm。將小于40μm的，優(yōu)選的小于50μm的細(xì)顆粒排除以防止在使用過(guò)程中釋放灰塵。
實(shí)施例實(shí)施例No.1依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，制備一種具有如下組分的混和物85％的鐵硅，其中含75.2％的si，1.3％的Ca和0.45％的Al，其尺寸級(jí)別在50-200μm之間；以及15％的尺寸級(jí)別在10-150μm之間的螢石。
這種產(chǎn)品當(dāng)以干噴使用來(lái)做對(duì)比測(cè)試時(shí)，給出了令人滿意的結(jié)果；在冷卻55秒鐘后將管子脫模，在如此得到的管子上測(cè)量的鐵素體鑄鐵的厚度為35微米。然而，殼體受到了輕微的損傷。
實(shí)施例No.2依據(jù)本發(fā)明，制備一種具有如下組分的混和物
55％的鐵硅，其中含75.2％的Si，1.3％的Ca和0.45％的Al，其尺寸級(jí)別在50-200μm之間；以及45％的如下一種混和物，其由1/3的10-150μm之間的螢石和2/3的硅化鈣組成，硅化鈣中含60.1％的Si，31.7％的鈣和4.3％的Fe。
這種產(chǎn)品當(dāng)以干噴使用時(shí)給出了令人滿意的結(jié)果；在冷卻45秒鐘后將管子脫模，在如此得到的管子上測(cè)量的鐵素體鑄鐵的厚度為25微米。而殼體沒(méi)有可見(jiàn)的損傷。
所以，這種產(chǎn)品給出的結(jié)果要比實(shí)施例No.1中提到的產(chǎn)品的結(jié)果好。
實(shí)施例No.3制備如下混和物，其中含有50％的尺寸級(jí)別在50-250μm之間的鎂粉，25％的尺寸級(jí)別在40-250μm之間的氟化鎂，25％的尺寸級(jí)別在40-250μm之間的螢石。
然后制備依據(jù)本發(fā)明的如下混和物，其組成為3％的前述混和物和97％的尺寸級(jí)別在50-200μm之間的鐵硅，鐵硅中含75.2％的Si，1.3％的Ca和0.45％的Al。
這種產(chǎn)品當(dāng)用來(lái)做干噴測(cè)試時(shí)，給出了比在實(shí)施例No.1和No.2中得到的要好的結(jié)果；在冷卻37秒鐘后將管子脫模，發(fā)現(xiàn)如此得到的管子上的鐵素體鑄鐵的厚度為30微米。部件的表面狀態(tài)優(yōu)異。
實(shí)施例No.4
依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，制備一種與實(shí)施例3中的混和物具有等價(jià)組成的混和物，其組成如下(按重量比)-43％的尺寸級(jí)別在50-200μm之間的鐵硅，鐵硅中含75.2％的Si，1.3％的Ca和0.45％的Al。其與前述實(shí)施例中所用鐵硅取自同一原料。
-29.5％的尺寸級(jí)別在50-200μm之間的FeSiMg型合金，分析表明含50.7％的Si，42.0％的鐵，5.2％的Mg，1.2％的鈣和0.35％的Al，-26％的尺寸級(jí)別在50-200μm之間的冶金硅粉，含98.6％的Si。
-0.75％的尺寸級(jí)別在40-250μm之間的氟化鎂，-0.75％的尺寸級(jí)別在40-250μm之間的螢石。
這種產(chǎn)品當(dāng)以干噴劑使用時(shí)，給出的結(jié)果比實(shí)施例3中得到的差的多。在冷卻50秒鐘后將管子脫模，觀察到在如此得到的管子上的鐵素體鑄鐵的厚度為35微米。在部件表面觀察到的絕對(duì)不能接受的點(diǎn)狀缺陷密度在25/m2的量級(jí)。
權(quán)利要求
1.用于保護(hù)制造鑄鐵管所用的離心鑄造模具的粉末產(chǎn)品，其包括一種其中必要時(shí)加入了惰性礦物粉末的孕育合金，其特征在于，其中還含有一種在液態(tài)鑄鐵的溫度下?lián)]發(fā)同時(shí)具有強(qiáng)還原性的金屬。
2.權(quán)利要求1的產(chǎn)品，其特征在于所用的孕育合金是幾種孕育合金的混和物。
3.權(quán)利要求1或者2的產(chǎn)品，其特征在于該揮發(fā)的還原性金屬是Mendeleiev分類第2欄中的元素。
4.權(quán)利要求3的產(chǎn)品，其特征在于該揮發(fā)的還原性金屬是元素周期表里2a族中的元素。
5.權(quán)利要求4的產(chǎn)品，其特征在于所用的揮發(fā)的還原性金屬是鎂或鈣。
6.權(quán)利要求1-5之一的產(chǎn)品，其特征在于所用的揮發(fā)的還原性金屬按重量占該產(chǎn)品的0.3-18％。
7.權(quán)利要求1-6之一的產(chǎn)品，其特征在于所用的還原性金屬以一種或多種非鐵合金的形式加入，一般含有的Fe少于10％。
8.權(quán)利要求7的產(chǎn)品，其特征在于所用的非鐵合金是一種SiCa合金，其含有(按重量比)Si 58-65％；Ca 27-35％；Fe 2-7％；Al 0.4-2％。
9.權(quán)利要求8的產(chǎn)品，其特征在于按重量含有15-40％的SiCa合金。
10.權(quán)利要求5或6的產(chǎn)品，其特征在于含有0.5-2％的鎂。
11.權(quán)利要求1-10之一的產(chǎn)品，其特征在于含有0.2-15％的惰性礦物粉末。
12.權(quán)利要求11的產(chǎn)品，其特征在于所用的惰性礦物粉末是氟化鈣，氟化鎂或者這兩種氟化物的混和物。
13.權(quán)利要求1-12之一的產(chǎn)品的制造方法，其特征在于以一種與惰性礦物粉末的預(yù)混和物的形式將揮發(fā)的還原性金屬加入到混和物中。
14.權(quán)利要求13的方法，其特征在于金屬按重量占預(yù)混和物的15-60％。
全文摘要
本發(fā)明的目的是一種用來(lái)保護(hù)鑄鐵管所用離心鑄造模具的粉末產(chǎn)品，包括一種孕育金屬合金以及可能的惰性礦物粉末，和一種在液態(tài)鑄鐵的溫度下?lián)]發(fā)的強(qiáng)還原性的金屬。使用依據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)品，可以防止灰塵在模具上的聚集，改善鑄鐵管的表面狀態(tài)。
文檔編號(hào)B22D1/00GK1705531SQ03803931
公開(kāi)日2005年12月7日 申請(qǐng)日期2003年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月25日
發(fā)明者T·瑪伽里亞 申請(qǐng)人:皮奇尼電冶公司