專(zhuān)利名稱(chēng)：用于結(jié)合濕噴物來(lái)保護(hù)鑄鐵管的離心鑄型模具的干噴物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種干噴型的粉末狀產(chǎn)品，該產(chǎn)品用于結(jié)合濕噴型的底層物來(lái)保護(hù)用于鑄鐵管的離心鑄型的模具；所用鑄模通常被稱(chēng)為"冷鑄模 (coquille )，,。
背景技術(shù)：
除了另外說(shuō)明以外，所有涉及化學(xué)組分的數(shù)值均以質(zhì)量百分比表示。用于保護(hù)鑄鐵管用離心冷鑄模的涂層(revetement)可包括粉末狀的變 質(zhì)劑和耐火材料，還包括硅石和膨潤(rùn)土的混合物，這些物質(zhì)通過(guò)噴射水懸浮 液將其放置到適當(dāng)?shù)奈恢蒙?。這種涂層在例如美國(guó)專(zhuān)利文件US4 058 153(申 請(qǐng)人為龐特-A -穆森(Pont-A-Mousson))中加以說(shuō)明，并被稱(chēng)為濕噴涂層。通常是使用粉末，該粉末在鑄造鐵件之前被干噴到冷鑄模上，因此這些 粉末^C稱(chēng)為干噴粉末。在管子的直徑代表性地大于400mm的情況下，結(jié)合兩類(lèi)產(chǎn)品是常見(jiàn)的 作法，就是說(shuō)二-濕噴類(lèi)的第一層，包括硅石和膨潤(rùn)土的混合物，這種混合物在噴射到熱的冷鑄^t上后快速干燥；和-干噴類(lèi)的第二層，在鑄造鐵件前，被噴射到該第一層上。 無(wú)論用于沉積它們所使用的技術(shù)如何，這些產(chǎn)品被出于多種目的加以利用，特別是-為了獲得脫模效應(yīng)，就是說(shuō)使管子在凝固后更易于從模具中取出； -為了獲得熱障效應(yīng)，減少冷鑄模的溫升，由此有利于延長(zhǎng)它的使用壽命；-為了獲得抗穿孔效應(yīng)，就是說(shuō)減少管子的表面出現(xiàn)小孔的風(fēng)險(xiǎn)；以及 -為了在鑄鐵上獲得最終的孕育(inoculant)效應(yīng)，以便控制管子的金 相纟且織。
在鐵件中不充分的孕育導(dǎo)致形成碳化物，并在冷卻和快速脫才莫時(shí)導(dǎo)致顯 著的收縮率和較高生產(chǎn)率，這是公知的。然而，因此獲得的鑄件需要進(jìn)行后 續(xù)熱處理，這是非常昂貴的。根據(jù)情況，作為優(yōu)選地，即使是在需要降低生產(chǎn)率的情況下，進(jìn)一步地 孕育以避免最終的熱處理，或者相反，減少孕育以提高生產(chǎn)率，并對(duì)鑄件進(jìn) 行后續(xù)的熱處理程序。因此，產(chǎn)品的孕育能力可定位在非常廣闊的范圍中；相反，其它所要求 的效應(yīng)受到更為恒定的要求。在干噴產(chǎn)品沉積在濕噴的第一層上的特定情況下，這些產(chǎn)品必須在脫才莫 的同時(shí)，同樣允許濕噴層保持附著在管子上，以便在該冷鑄模中防止其積聚 并形成浮渣，該積聚以及形成浮渣具有這樣的風(fēng)險(xiǎn)，即在鑄造過(guò)程中被夾帶 到鐵件中，因此在管中形成雜質(zhì)缺陷或在所述管子上形成表面缺陷。因此，干噴產(chǎn)品通常包括多種組分的混合物，這些組分包括-具有相對(duì)較高效用的孕育劑，該孕育劑可典型地構(gòu)成該產(chǎn)品的30%到 100%;例如，出于此目的，可利用硅鐵合金，這些合金包含有0.1%到4% 的鋁、0.1%到4%的4丐，和作為選擇包含有其它能夠?qū)﹁T鐵產(chǎn)生輔助或補(bǔ)充 金相效應(yīng)的元素；-元素或合金的粉末，這些元素或合金特別提供了抗穿孔效應(yīng)；這些元 素或合金可以典型地為元素周期表的第二列中的還原元素的元素或合金，例 如具有較高鈣含量的工業(yè)硅-鉤合金，特別是含有約30%的鈣的、稱(chēng)之為"硅 化《丐"的合金；和-惰性礦物填料，例如硅石，它可構(gòu)成高達(dá)該產(chǎn)品的70%。在干噴產(chǎn)品沉積在濕噴的第一層上的特定情況下，這種混合物不允許實(shí) 現(xiàn)所需要實(shí)現(xiàn)的目的之一，即在脫模的同時(shí)，使?jié)駠姰a(chǎn)品保持附著在管子上。出于此目的，利用通常包括如上所述的"硅化鉤"合金的粉末作為干噴 產(chǎn)品是常見(jiàn)的作法。然而，雖然此類(lèi)粉末實(shí)際上確保濕噴層保持附著在管子上，但是它在其 它上述效應(yīng)方面并不能令人滿(mǎn)意，這些效應(yīng)特別包括孕育效應(yīng)，和一^:地i兌， 涉及到控制鑄鐵管的金相組織的效應(yīng)。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主題是一種用于保護(hù)模具或冷鑄模的粉末狀產(chǎn)品，這種粉 末狀產(chǎn)品在按照如下方法對(duì)鑄鐵管進(jìn)行離心鑄造時(shí)使用，該方法包括如下步驟-通過(guò)將硅石和膨潤(rùn)土的混合物的水懸浮液噴射到熱的冷鑄模的內(nèi) 表面上，以便在該冷鑄模的內(nèi)表面上形成第一層，此類(lèi)第一層被稱(chēng)為濕噴層；-在所述第一層上干噴射所述粉末狀產(chǎn)品，該產(chǎn)品包括孕育金屬合 金或孕育金屬合金的混合物、可選纟奪地包括具有抗穿孔效應(yīng)的還原元素 或合金的粉末、以及可選擇地包括惰性礦物填料；-離心鑄造該鑄鐵管；以及-脫模該鑄鐵管，所述產(chǎn)品的特征在于，它還包括至少一種添加劑，該添加劑用于在 鑄鐵管脫模時(shí)，確保初始沉積到該冷鑄模上的濕噴產(chǎn)品保持附著在該鑄 鐵管上。根據(jù)一個(gè)有利的實(shí)施例，該添加劑為堿性金屬碳酸鹽；根據(jù)另一個(gè) 實(shí)施例，該添加劑為石威性金屬石圭酸鹽。該添加劑可以是一種或多種堿性金屬碳酸鹽和/或一種或多種堿性金 屬硅酸鹽按照任意比例形成的混合物。優(yōu)選地，該石威性金屬硅酸鹽是石圭酸鈉，在該石圭酸鈉中，二氧化石圭組 分和氧化鈉組分的質(zhì)量含量的比率為1到3。才艮據(jù)另 一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，該添加劑為無(wú)水石圭酸鈉。最終，根據(jù)一個(gè)有利的實(shí)施例，在所述產(chǎn)品中的添加劑的質(zhì)量百分 比為3%到25%。發(fā)明描述現(xiàn)有技術(shù)所述的粉末狀產(chǎn)品被作為用于保護(hù)鑄鐵管用離心冷鑄模、 并被以干燥狀態(tài)噴射到濕噴的第一層上的干噴產(chǎn)品加以利用，該濕噴的 第 一層預(yù)先通過(guò)將硅石和膨潤(rùn)土的混合物的水懸浮液噴射到熱的冷鑄模 上加以獲得，這種粉末狀產(chǎn)品具有多個(gè)缺點(diǎn)。特別地，在它們像以干燥 狀態(tài)被直接噴射到冷鑄模上的干噴產(chǎn)品一樣包含多種組分情況下更是如此，這些組分特別包括-孕育劑，典型地構(gòu)成該產(chǎn)品的30%到100%，并典型地基于包含 0.1%到4%的鋁和4丐的硅鐵合金，作為選擇結(jié)合了其它能夠在鑄鐵中引入 輔助的或補(bǔ)充金相效應(yīng)的元素；如具有較高鈣含量的硅合金，例如特別是包含約30%的鈣的"硅化鈣" 合金；和-惰性礦物填料，例如硅石，它可構(gòu)成高達(dá)該產(chǎn)品的70%, 它們?cè)阼T鐵管脫模的同時(shí)，不允許濕噴產(chǎn)品保持附著在管道上，因此進(jìn) 一步增加了在冷鑄模上沉積浮渣的風(fēng)險(xiǎn)，并增加了在鑄鐵中形成雜質(zhì)的 風(fēng)險(xiǎn)，除了雜質(zhì)以外，對(duì)于浮渣，它同樣導(dǎo)致在管子上出現(xiàn)表面缺陷。當(dāng)呈現(xiàn)過(guò)多的惰性礦物填料時(shí)，具有同樣的風(fēng)險(xiǎn)。一種解決方法包括增加干噴產(chǎn)品中的"硅化釣"合金的含量，通常 甚至提高到100%。然而，盡管所需要的效應(yīng)得到充分提高，即在脫模的同時(shí)，保持濕 噴產(chǎn)品附著在管子上的效應(yīng)，但是其它所需要的效應(yīng)因此被降低。這是 由于，盡管"硅化鈣"合金自身稍有孕育，但通過(guò)它自身，它并沒(méi)有像 上述混合物 一樣有效地控制構(gòu)成管子的鑄鐵的金相組織。增加其含量，以便增加其效果，這導(dǎo)致了如上所述的同樣缺點(diǎn)，即 在冷鑄模中、并更特別地在它的型腔與管子的接合處(emboitement)相 對(duì)應(yīng)的那些區(qū)域中形成浮渣。這種現(xiàn)象導(dǎo)致在管子中出現(xiàn)雜質(zhì)缺陷或者 在管子上出現(xiàn)表面缺陷，通常導(dǎo)致該管子被廢棄掉。因此為了改正這些缺點(diǎn)，申請(qǐng)人設(shè)法獲得一種具有復(fù)合效應(yīng)的干噴 粉末狀產(chǎn)品，即 一種在脫模時(shí)既提供保持濕噴產(chǎn)品附著在管子上的效應(yīng)， 又提供其它效應(yīng)，即抗穿孔效應(yīng)、孕育效應(yīng)和控制鐵件的金相組織的效 應(yīng)的產(chǎn)品。這種效果可通過(guò)干噴產(chǎn)品獲得，這種干噴產(chǎn)品包括 -一方面，75%到90%為常規(guī)干噴類(lèi)的粉末，此類(lèi)粉末包含具有多種 組分的混合物，這些組分包括-如上所述，用于干噴產(chǎn)品的常MJ且分、比例和顆粒大小中的一 種或多種孕育劑，-作為選擇， 一種或多種元素或合金的粉末，這種粉末提供了具 有特別是抗穿孔效應(yīng)的還原元素，例如特別是鎂、鋅、鋁、鈣等，以 及-作為選擇， 一種惰性礦物填料，例如硅石，但包含較少的或不 包含"硅化鈣"類(lèi)的合金；以及 -另一方面，3%到25%的添加劑，該添加劑特別用于在脫才莫時(shí)，確 保濕噴產(chǎn)品保持附著在管子上。這種添加劑有利地可以是堿性金屬碳酸鹽或堿性金屬硅酸鹽，在具 有小于350Mm的顆粒大小的所有情況下，特別是硅酸鈉，其中二氧化硅 組分與氧化鈉組分的質(zhì)量含量的比率為1到3,或者是一種或多種這些添 加劑按照任意比例形成的混合物，即一種或多種堿性金屬碳酸鹽和/或一 種或多種堿性金屬硅酸鹽，或最終為無(wú)水硅酸鈉。根據(jù)本發(fā)明的粉末狀 產(chǎn)品的顆粒大小小于580jtim，并優(yōu)選地小于250/mi。示例濕噴產(chǎn)品附著的有效性的特征在于管子的外表面面積的百分比，其 中濕噴產(chǎn)品并不保持附著。在下述所有的示例中，濕噴產(chǎn)品被首先沉積 在熱的冷鑄模上，由膨潤(rùn)土提供，該產(chǎn)品在干燥后包含95%的二氧化硅 (呈硅藻土的形式)、1%的氧化鉤和3%的氧化鋁。該干噴產(chǎn)品而后被沉 積在濕噴產(chǎn)品上，在由于冷鑄模的熱量導(dǎo)致其完全干燥后，利用常規(guī)技 術(shù)沉積此類(lèi)產(chǎn)品。實(shí)施例1:作為控制試驗(yàn)，使用包含100%的"硅化鈣"合金的干噴產(chǎn)品，該"硅 化鉤"合金包含61.1%的硅、30.4%的鈣和1.21%的鋁，該產(chǎn)品的顆粒大 小的特征在于25。/。的顆粒大小不足63/rni， 98。/。的顆粒大小不足200/mi。該產(chǎn)品提供了滿(mǎn)意的結(jié)果管子幾乎無(wú)小孔；少量存在的小孔是較 淺的，并能夠滿(mǎn)足規(guī)格要求；注意到，在管子的外表面上存在碳化物含 量為8%、厚度為35/mi的鐵素體鐵。當(dāng)該管子脫模時(shí)，可以觀察到不保 持附著濕噴產(chǎn)品的面積僅超過(guò)其表面的2%。浮渣被集中在接合處中，其 中形成15mm厚的帶。實(shí)施例2:混和物由如下組分制備而成- 93%為顆粒大小小于200/mi的硅鐵，該硅鐵包含65.5%的硅、1.3% 的釣和0.95%的鋁；-3%為顆粒大小在200到400/xm的鎂金屬粉末；和 -4%為顆斗立大小小于150/mi的熒石。顆粒大小分析表明它28%的顆粒大小小于63]Lim, 97%的顆粒大小小 于200拜。在相同條件下，如示例l中所使用的那樣，該產(chǎn)品給出了如下結(jié)果 管子幾乎無(wú)小孔；呈現(xiàn)出的少量小孔是較淺的，并能夠滿(mǎn)足規(guī)格要求； 注意到，在管子的外表面上存在碳化物含量是10%,并且厚度為30pm的 鐵素體鐵。這些結(jié)果是令人滿(mǎn)意的。在接合處中的浮渣帶的厚度僅為 5mm。然而，沒(méi)有濕噴產(chǎn)品的管子的表面積的百分比提高到了 60%。傳 統(tǒng)類(lèi)型(示例2)的干噴產(chǎn)品具有非常相似于單獨(dú)由"硅化鈣"合金構(gòu)成 的干噴產(chǎn)品的金相效應(yīng)是非常明顯的；然而，它形成浮渣的傾向小得多， 但是將濕噴產(chǎn)品保持附著在管子上的傾向也相當(dāng)小。實(shí)施例3:混和物由如下組分制備而成-77。/。為顆粒大小小于200/mi的硅鐵，該硅鐵包含65.5%的硅、1.3% 的4丐禾口 0.95%的4呂；-3%為顆粒大小在200到300/xm的4美金屬^分末；和- 20%為顆粒大小小于350/mi的焚石。顆粒大小分析表明它24%的顆粒大小小于63/mi, 95%的顆粒大小小 于200/mi。在相同條件下，如示例1中所使用的那樣，該產(chǎn)品對(duì)于所有的參數(shù)
均給出了令人滿(mǎn)意的結(jié)果管子幾乎無(wú)小孔；呈現(xiàn)出的少量小孔是較淺 的，并能夠滿(mǎn)足規(guī)格要求；注意到，在管子的外表面上存在碳化物含量 是10%,并且厚度為35/xm的鐵素體鐵。在接合處中的浮渣帶的厚度為 7mm。沒(méi)有濕噴產(chǎn)品的管子的表面積的百分比僅為3%。金相效應(yīng)相似于常規(guī)干噴產(chǎn)品(示例2)的金相效應(yīng)，但在附著在管 子上的濕噴產(chǎn)品方面具有極好的有效性，該金相效應(yīng)因此被觀察到，同 時(shí)具有非常低的形成浮渣的傾向(對(duì)于干噴產(chǎn)品，這種傾向低得多，該 干噴產(chǎn)品只包括"硅化4丐"合金，并與局部測(cè)試(essai ponctuel)中常規(guī) 類(lèi)型的干噴產(chǎn)品的情況相似，但在連續(xù)使用的過(guò)程中，由于充分提高了 濕噴產(chǎn)品與管子的附著，因此這種風(fēng)險(xiǎn)得到了充分降低)。
權(quán)利要求
1、一種用于保護(hù)模具或冷鑄模的粉末狀產(chǎn)品，這種粉末狀產(chǎn)品在按照如下方法對(duì)鑄鐵管進(jìn)行離心鑄造時(shí)使用，所述方法包括如下步驟-通過(guò)將硅石和膨潤(rùn)土的混合物的水懸浮液噴射到熱的冷鑄模的內(nèi)表面上，以便在所述冷鑄模的內(nèi)表面上形成第一層，此類(lèi)第一層被稱(chēng)為濕噴層；-將所述粉末狀產(chǎn)品干噴射在所述第一層上，所述產(chǎn)品包括孕育金屬合金或孕育金屬合金的混合物，可選擇地包括具有抗穿孔效應(yīng)的還原元素或合金的粉末，以及可選擇地包括惰性礦物填料；-離心鑄造所述鑄鐵管；以及-脫模所述鑄鐵管，所述產(chǎn)品的特征在于，它還包括至少一種添加劑，所述添加劑用于在所述鑄鐵管脫模時(shí)，確保初始沉積到所述冷鑄模上的所述濕噴產(chǎn)品保持附著在所述鑄鐵管上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的產(chǎn)品，其特征在于，所述添加劑為堿性金 屬碳酸鹽。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的產(chǎn)品，其特征在于，所述添加劑為堿性金 屬硅酸鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的產(chǎn)品，其特征在于，所述添加劑為一種或 多種堿性金屬碳酸鹽和/或一種或多種堿性金屬硅酸鹽按照任意比例形成 的混合物。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的產(chǎn)品，其特征在于，所述堿性金屬硅 酸鹽是硅酸鈉，在所述硅酸鈉中，二氧化硅組分和氧化鈉組分的質(zhì)量含 量的比率為1到3。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1到5中的任一項(xiàng)所述的產(chǎn)品，其特征在于，所述 添加劑為無(wú)水石圭酸鈉。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1到6中的任一項(xiàng)所述的產(chǎn)品，其特征在于，在所述產(chǎn)品中的添加劑的質(zhì)量百分比為3%到25%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于保護(hù)模具或冷鑄模的粉末狀產(chǎn)品，該產(chǎn)品被干噴在第一濕噴層上，包括與除硅化鈣合金之外的干噴產(chǎn)品共同的組分，以及濕噴添加劑，該添加劑用于在脫模時(shí)，確保初始應(yīng)用于永久模具的產(chǎn)品附著在管子上。所述添加劑可以是堿性碳酸鹽或堿性硅酸鹽，例如硅酸鈉，在該硅酸鈉中，二氧化硅與氧化鈉之間的質(zhì)量百分比比率為1到3，或者是無(wú)水硅酸鈉，以及由一種或多種的它們按照任意比例形成的混合物。
文檔編號(hào)B22D13/10GK101160186SQ200680012933
公開(kāi)日2008年4月9日 申請(qǐng)日期2006年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月20日
發(fā)明者托馬斯·馬爾加里亞, 羅朗·西克拉里 申請(qǐng)人:皮奇尼電冶公司