專利名稱：防止錫青銅襯套離心鑄件產(chǎn)生穿透性氣孔的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及鑄造技術(shù)領域中的銅合金離心鑄造方向，具體涉及防止錫青銅襯套離 心鑄件產(chǎn)生穿透性氣孔的方法。
背景技術(shù)：
對于錫青銅襯套鑄件，當其長度/厚度> 25時，采用砂型鑄造會因補縮通道不足 而導致補縮困難，常采用離心鑄造。在銅合金中，大、中型錫青銅襯套離心鑄造的難度較高， 對錫青銅襯套而言，其長度/外徑的值越大，越容易產(chǎn)生穿透性氣孔。現(xiàn)有技術(shù)中，往往采 用在鑄型壁上鉆大量的透氣眼，便于在澆注過程中鑄型內(nèi)表面氣體的排出，這種方法雖然 有一定效果，但不足的是，這一方面增加了鑄型的制造費用；另一方面增加了操作的難度， 如果透氣眼補砂不好或漏補(尤其是較細長的鑄型)，在澆注過程中合金液鉆入透氣眼中， 則對鑄件的脫模造成很大的困難。也曾有生產(chǎn)廠家采用過外套+石墨型內(nèi)套形式，以防止 穿透性喇叭形氣孔的產(chǎn)生，但石墨型制造費用很高且使用壽命較短，并且只適用于中、小型 錫青銅襯套，對于大型錫青銅襯套鑄件無法采用。而根據(jù)手冊(《特種鑄造手冊》編寫組特 種鑄造手冊[M].北京機械工業(yè)出版社，1978.下同)中給出的鑄型烘干工藝，烘干溫度為 200°C 300°C，鑄型工作溫度為40°C 90°C，澆注溫度為1100°C 1150°C(ZCuSnl0Zn2)、 1050°C 1100°C (ZCuSnlOPl)等，對于長度/外徑相對較大的錫青銅襯套，容易產(chǎn)生穿透 性氣孔。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過對鑄造過程中鑄型參數(shù)、鑄件參數(shù)、工藝參數(shù) 的控制，找到一種可有效防止錫青銅襯套離心鑄件產(chǎn)生穿透性氣孔的方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種防止錫青銅襯套離心鑄件產(chǎn)生穿透性氣孔的方法，其特征在于，提高烘型溫度至 450 490 °C。更進一步的，鑄型涂料采用發(fā)氣量低于< 16mL / g的超細復合耐火骨料配制成的 水基噴涂涂料。更進一步的，還采用均布式長澆口管和拔塞囤包相結(jié)合的澆注系統(tǒng)，以保證合金 液澆注時的均勻平穩(wěn)、減少氣體的卷入和避免產(chǎn)生合金液落點處的局部過熱。更進一步的，在澆注時采取較低的澆注溫度，溫度范圍為低于手冊所規(guī)定的澆注 溫度10°C 30°C，對于ZCuSnlOZn2溫度范圍為1070°C 1090°C，對于ZCuSnlOPl，溫度范 圍為1020°C 1040°C。由于錫青銅較易吸氣，在熔煉過程中采取較低的澆注溫度可以減小 吸氣的概率。本發(fā)明的有益效果是，能大大降低穿透性氣孔發(fā)生的概率及減輕穿透性氣孔影響 的程度，提高產(chǎn)品品質(zhì)。
我公司生產(chǎn)的6000t浙青運輸船上用的大型錫青銅艉軸襯套，牌號為 ZCuSnlOZn2，鑄件尺寸為①394 /①320 X 1730，鑄件質(zhì)量為630 kg，鑄件壁厚為37 mm，長度 /厚度=46. 76，顯然，若采用砂型鑄造則補縮通道過窄，只能采用離心鑄造；但該襯套長 度/外徑=4. 39，該值較大，采用離心鑄造生產(chǎn)時，則容易產(chǎn)生穿透性氣孔。對于錫青銅襯套的鑄型，材質(zhì)選用ZG230-450，鑄型不鉆透氣眼，也不采用外套+ 石墨型內(nèi)套形式，我們采用普通結(jié)構(gòu)形式，以降低鑄型制造費用。對加工后的鑄型進行檢驗，質(zhì)量良好，工作表面無微裂紋及孔洞。特別要注意的是 鑄型內(nèi)圓工作表面出現(xiàn)的微裂紋、小孔洞，這是鑄件產(chǎn)生穿透性氣孔的重要原因。這些微裂 紋、小孔洞是結(jié)晶水的存身之處，在高溫銅合金熔液澆入鑄型后，使結(jié)晶水汽化膨脹而侵入 合金中，從而導致穿透性氣孔的產(chǎn)生。提高鑄型制造的質(zhì)量，使鑄型內(nèi)圓工作表面光潔，則 可大大減少結(jié)晶水存在的可能。對加工后的鑄型進行高溫烘干，烘型溫度為480°C，主要是為了對鑄型去油并脫去 結(jié)晶水(結(jié)晶水較難烘干)。當鑄型溫度冷到290°C時，采用了發(fā)氣量低的涂料進行噴涂。經(jīng) 我們對多種涂料反復篩選后，確定錫青銅襯套的離心鑄造采用超細復合耐火骨料配制成的 水基噴涂涂料，其懸浮性(24h)彡98%、發(fā)氣量低于彡16mL / g、高溫抗裂性為1級。噴涂涂料后鑄型溫度仍然> 250°C，能脫去涂料中的自由水。采用高于手冊中給出 的烘型溫度(480°C)，就是為了最大限度地減少鑄型內(nèi)表面的發(fā)氣。鑄型工作溫度控制在50°C。對于ZCuSnlOZn2，手冊上給出澆注溫度為1100°C 1150°C。本例中鑄件尺寸為 ①394 /①320X 1730，外圓表面積較大，澆注溫度太低容易產(chǎn)生冷隔、重皮，但考慮到錫青 銅ZCuSnlOZn2在熔煉過程中較易吸氣，加Zn后不再大幅度升溫，以減小吸氣的概率，故取 較低的澆注溫度，因而，對本錫青銅艉軸襯套取澆注溫度為1070°C 1090°C。由于強化了鑄型的激冷能力和降低了合金的澆注溫度，采用縫隙式長澆口管和拔 塞囤包相結(jié)合的技術(shù)，以保證合金液澆注時的均勻平穩(wěn)、減少氣體的卷入和避免產(chǎn)生合金 液落點處的局部過熱。此外，還應控制澆注初速，在開始澆注時的最初3秒鐘內(nèi)合使金液的 鋪型厚度S彡8 mm，以免產(chǎn)生冷隔缺陷。該產(chǎn)品加工后品質(zhì)良好。最后所應說明的是，以上具體實施方式
僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制， 盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術(shù)人員應當理解，可以對 本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均 應涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求
一種防止錫青銅襯套離心鑄件產(chǎn)生穿透性氣孔的方法，其特征在于，提高烘型溫度至450℃～490℃ 。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止錫青銅襯套離心鑄件產(chǎn)生穿透性氣孔的方法，其特征在 于，鑄型涂料采用發(fā)氣量低于< 16mL / g的超細復合耐火骨料配制成的水基噴涂涂料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述防止錫青銅襯套離心鑄件產(chǎn)生穿透性氣孔的方法，其特征在 于，所述澆注裝置采用均布式長澆口管和拔塞囤包相結(jié)合的澆注系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征在于，采取較低的澆注溫度，溫度范圍為低于手冊 所給出的澆注溫度10°C 30°C，對于ZCuSnlOZn2，溫度范圍為1070°C 1090°C，對于 ZCuSnlOPl，溫度范圍為 1020°C 1040°C。
全文摘要
一種防止錫青銅襯套離心鑄件產(chǎn)生穿透性氣孔的方法，通過采用高于手冊中給出的烘型溫度，減少鑄型內(nèi)表面結(jié)晶水及自由水的發(fā)氣；鑄型涂料采用發(fā)氣量低于≤16mL∕g的超細復合耐火骨料配制成的水基噴涂涂料；采用均布式長澆管和拔塞囤包相結(jié)合的澆注系統(tǒng)；在手冊規(guī)定的基礎上，適當降低澆注溫度。對于大型錫青銅襯套離心鑄造，鑄件參數(shù)和離心鑄造工藝參數(shù)較為復雜，這些參數(shù)之間存在著相互制約的關(guān)系。本技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)的最大區(qū)別為——將鑄型參數(shù)、鑄件參數(shù)、工藝參數(shù)等看成一個有機的整體，更強調(diào)諸多參數(shù)之間的匹配關(guān)系，能大大降低穿透性氣孔發(fā)生的概率及減輕穿透性氣孔影響的程度，提高產(chǎn)品品質(zhì)。
文檔編號B22D13/10GK101850411SQ20101020563
公開日2010年10月6日 申請日期2010年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月22日
發(fā)明者楊為勤 申請人:武昌船舶重工有限責任公司