專利名稱：一種解決離心鑄造缸套渣縮孔的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鑄造生產(chǎn)工藝，具體來說是一種解決離心鑄造缸套渣縮孔的生產(chǎn)工藝方法。
背景技術(shù)：
本發(fā)明是由于離心鑄造生產(chǎn)的絕大多數(shù)缸套其內(nèi)孔和外圓都必須經(jīng)過機(jī)械加工， 以達(dá)到缸套成品尺寸、外觀技術(shù)要求，由此產(chǎn)生不下于50%的切屑。經(jīng)過機(jī)械加工后的切屑，其特點(diǎn)是含水、含油、雜質(zhì)(涂料、內(nèi)孔切屑的氧、硫化物)比較多，在不能及時(shí)回收使用的情況下還迅速被氧化。產(chǎn)生的切屑在回收使用時(shí)，在原工藝條件下，缸套內(nèi)孔經(jīng)常出現(xiàn)渣縮孔缺陷，缸套小端局部白口等，鑄造廢品率比例有時(shí)達(dá)到20%以上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種解決離心鑄造缸套渣縮孔的生產(chǎn)工藝，以在缸套金相、 機(jī)械性能完全滿足技術(shù)要求的前提下，降低渣縮孔缺陷廢品率以及降低綜合廢品率。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種解決離心鑄造缸套渣縮孔的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟
a)、將缸套毛坯機(jī)械加工后的返回料重量0.洲 0.6%的焦渣粉混合入返回料中，與其它原材料加入電爐中熔化，當(dāng)爐內(nèi)溫度彡1400°C時(shí)加入整個(gè)爐料重量3% 5%的石灰，石灰中CaO的重量含量> 75%，石灰覆蓋完鐵液表面，待石灰呈熔融泡狀后，保持3 10分鐘， 再加入整個(gè)爐料重量0. 2% 0. 4%的焦渣造一次還原渣，攪拌造渣劑，然后高溫下靜置8 10分鐘，拔除2/3左右的浮渣，再加入爐料重量洲 4%的石灰，待石灰呈熔融泡狀后，保持3 8分鐘，再加入整個(gè)爐料重量0. 2% 0. 4%的焦渣造二次還原渣，攪拌造渣劑，然后保持8 10分鐘，調(diào)整好化學(xué)成分，符合出爐鐵水澆注溫度，即可拔渣出水；
b)、孕育以接近澆注時(shí)進(jìn)行的孕育即瞬時(shí)孕育為重點(diǎn)控制，若采用小包孕育，除澆注溫度應(yīng)滿足1310°C 1450°C外，孕育量為缸套重量的0. 1% 0. 15%，總孕育量為鐵水重量的 0. 8% 1. 1% ；出鐵槽或出水包底孕育劑為硅鋇75硅鐵=2 1，粒度為5mm 20mm ；若 IOOKg行包出水時(shí)，孕育劑為硅鋇75硅鐵=1 1，粒度為3mm 5mm，孕育量為0. 3% 0. 6%，每只缸套孕育為75硅鐵，粒度為Imm 2mm ；嚴(yán)格控制孕育前的鐵水硅含量，以此控制產(chǎn)品的終硅含量；
c)、出水前，除在包底加入孕育劑外，還要加0.洲 0.5%的清渣除氣劑，其配方為碳酸鈉氟化鈉=2 1 ；出完鐵水后，在鐵水表面加鐵水重量0.3%左右的聚渣劑珍珠巖；將表面浮渣拔凈后，再加珍珠巖覆蓋鐵水表面，保溫和防止鐵水氧化；
d)、離心澆注時(shí)由水管對模具外表面進(jìn)行激冷，水管上出水孔眼的排布滿足缸套均勻由外向內(nèi)的順序凝固，水管長度和位置保證缸套兩端不大于15mm范圍內(nèi)必須被冷卻。為防止外硬、雙向凝固和獲得理想的組織和石墨，冷卻參數(shù)按照延時(shí)時(shí)間放水時(shí)間放水完缸套在模內(nèi)空轉(zhuǎn)時(shí)間=15 25 60的原則設(shè)計(jì)；e)、離心機(jī)轉(zhuǎn)速的設(shè)定依據(jù)康斯坦丁公式 η= β X 54570/ -/pgrt
式中n 離心機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min ;P :金屬液密度，kg/m3 ；g 重力加速度，m/s2 ；r0 筒形鑄件內(nèi)半徑，m ； β 轉(zhuǎn)速修正系數(shù)，與合金有關(guān)，取為1. 4 1. 7 ；
f)、對鐵水硫含量較高的處理A、按a)條所述多次造渣；B、按c)條所述清渣除氣劑增量不超過鐵水重量的1% ；
g)、對微量元素As、Pb的處理當(dāng)原鐵水As含量0.03% ( As% ( 0. 15%或1 含量 0. 005%彡P(guān)b%彡0. 015%時(shí)，在爐內(nèi)或出水時(shí)的一次孕育劑中加入鐵液重量的0. Ρ/ΓΟ. 15% 的3% 5%RE硅鋇孕育劑消除As、Pb給缸套帶來的危害作用。當(dāng)As彡0. 15%、Pb彡0. 015% 時(shí)沒有出現(xiàn)廢品率偏高或金相、機(jī)械性能出現(xiàn)異常的情況。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有利效果是
1、返回料中混合入ο. 2%-0. 6%的焦渣粉隨料入爐熔化。2、造渣工藝爐料重量的3% 5%的石灰(CaO%彡75%)在鐵液表面呈熔融泡狀保持3 10分鐘后加入爐料重量0. 2% 0. 4%的焦渣攪拌后保持8 10分鐘后拔渣，重復(fù)該工藝2 3次。3、出水前，在包底加入鐵液重量的0. 2% 0. 5%的清渣除氣劑，其配方為碳酸鈉 氟化鈉=2 1對鐵液進(jìn)行再次凈化。4、孕育總量較常規(guī)情況下高，達(dá)到鐵液重量的0. 8% 1. 1%。5、當(dāng)原鐵水As含量0. 03%彡As%彡0. 15%或Pb含量0. 005%彡P(guān)b%彡0. 015%時(shí)， 在爐內(nèi)或出水時(shí)的一次孕育劑中加入鐵液重量的0. 19Γ0. 15%的39T5%RE硅鋇孕育劑，可以有效解決缸套的金相和缸套白口化、裂紋等問題。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明總體思路由于切屑的化學(xué)成分已經(jīng)是達(dá)到產(chǎn)品技術(shù)要求范圍內(nèi)了，為了控制碳硅當(dāng)量和采取適當(dāng)?shù)脑杏齽┮垣@得良好的金相基體組織和機(jī)械性能，必要時(shí)采取加入廢鋼的方式控制原鐵水硅含量，鐵水碳的損失可以采用增碳劑的方式進(jìn)行增補(bǔ)，其它元素的調(diào)節(jié)通過鐵合金的方式加以調(diào)節(jié)。關(guān)鍵是通過造渣方式、造渣溫度、靜置時(shí)間、除渣氣方法等對含雜質(zhì)和氧化較重的鐵水凈化。形象的說，就是如何將返回料如何還原為符合要求的生鐵，從而有效利用廢料，達(dá)到控制產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約成本的目的。a)、將缸套毛坯機(jī)械加工后的返回料重量0.洲 0. 6%的焦渣粉混合入返回料中， 與其它原材料加入電爐中熔化，當(dāng)爐內(nèi)溫度> 1400°C時(shí)加入整個(gè)爐料重量3% 5%的石灰， 石灰中CaO的重量含量> 75%，石灰覆蓋完鐵液表面，待石灰呈熔融泡狀后，保持3 10分鐘，再加入整個(gè)爐料重量0. 2% 0. 4%的焦渣造一次還原渣，攪拌造渣劑，然后高溫下靜置 8 10分鐘，拔除2/3左右的浮渣，再加入爐料重量m 4%的石灰，待石灰呈熔融泡狀后， 保持3 8分鐘，再加入整個(gè)爐料重量0. 2% 0. 4%的焦渣造二次還原渣，攪拌造渣劑，然后保持8 10分鐘，調(diào)整好化學(xué)成分，符合出爐鐵水澆注溫度，即可拔渣出水；
b)、孕育以接近澆注時(shí)進(jìn)行的孕育即瞬時(shí)孕育為重點(diǎn)控制，若采用小包孕育，除澆注溫度應(yīng)滿足1310°C 1450°C外，孕育量為缸套重量的0. 1% 0. 15%，總孕育量為鐵水重量的 0. 8% 1. 1% ；出鐵槽或出水包底孕育劑為硅鋇75硅鐵=2 1，粒度為5mm 20mm ；若IOOKg行包出水時(shí)，孕育劑為硅鋇75硅鐵=1 1，粒度為3mm 5mm，孕育量為0. 3% 0. 6%，每只缸套孕育為75硅鐵，粒度為Imm 2mm ；嚴(yán)格控制孕育前的鐵水硅含量，以此控制產(chǎn)品的終硅含量；
c)、出水前，除在包底加入孕育劑外，還要加0.2% 0. 5%的清渣除氣劑，其配方為 碳酸鈉氟化鈉=2 1 ；出完鐵水后，在鐵水表面加鐵水重量0.3%左右(如，0.3%和 0. 3士0. 05%)的聚渣劑珍珠巖；將表面浮渣拔凈后，再加珍珠巖覆蓋鐵水表面，保溫和防止鐵水氧化；
d)、離心澆注時(shí)由水管對模具外表面進(jìn)行激冷，水管上出水孔眼的排布滿足缸套均勻由外向內(nèi)的順序凝固，水管長度和位置保證缸套兩端不大于15mm范圍內(nèi)必須被冷卻。為防止外硬、雙向凝固和獲得理想的組織和石墨，冷卻參數(shù)按照延時(shí)時(shí)間放水時(shí)間放水完缸套在模內(nèi)空轉(zhuǎn)時(shí)間=15 25 60的原則設(shè)計(jì)；
e)、離心機(jī)轉(zhuǎn)速的設(shè)定依據(jù)康斯坦丁公式
η= β X 54570/ ^/pgrO 式中
η 離心機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min ； P 金屬液密度，kg/m3 ； g 重力加速度，m/s2 ； rO:筒形鑄件內(nèi)半徑，m;
β 轉(zhuǎn)速修正系數(shù)，與合金有關(guān)，取為1. 4 1. 7 ；
f)、對鐵水硫含量較高的處理A、按a)條所述多次造渣；B、按c)條所述清渣除氣劑增量不超過鐵水重量的1% ；
g)、對微量元素As、Pb的處理當(dāng)原鐵水As含量0.03% ( As% ( 0. 15%或1 含量 0. 005%彡P(guān)b%彡0. 015%時(shí)，在爐內(nèi)或出水時(shí)的一次孕育劑中加入鐵液重量的0. Ρ/ΓΟ. 15% 的39T5%RE硅鋇孕育劑(3%— 5% RE硅鋇孕育劑中，稀土 RE的含量為3%— 5%)消除As、Pb 給缸套帶來的危害作用。當(dāng)As < 0. 15%,Pb ( 0. 015%時(shí)沒有出現(xiàn)廢品率偏高或金相、機(jī)械性能出現(xiàn)異常的情況。通過上述措施的實(shí)施，在缸套金相、機(jī)械性能完全滿足技術(shù)要求的前提下，可以將渣縮孔缺陷廢品率穩(wěn)定控制在m以下，綜合廢品率穩(wěn)定控制在5%以下。文中加入孕育劑的比例均以鐵水重量計(jì)。文中百分比均為重量百分比。
權(quán)利要求
1.一種解決離心鑄造缸套渣縮孔的生產(chǎn)工藝，其特征是，包括以下步驟a)、將缸套毛坯機(jī)械加工后的返回料重量0.洲 0.6%的焦渣粉混合入返回料中，與其它原材料加入電爐中熔化，當(dāng)爐內(nèi)溫度彡1400°C時(shí)加入整個(gè)爐料重量3% 5%的石灰，石灰中CaO的重量含量> 75%，石灰覆蓋完鐵液表面，待石灰呈熔融泡狀后，保持3 10分鐘， 再加入整個(gè)爐料重量0. 2% 0. 4%的焦渣造一次還原渣，攪拌造渣劑，然后高溫下靜置8 10分鐘，拔除2/3左右的浮渣，再加入爐料重量1 4%的石灰，待石灰呈熔融泡狀后，保持3 8分鐘，再加入整個(gè)爐料重量0. 2% 0. 4%的焦渣造二次還原渣，攪拌造渣劑，然后保持8 10分鐘，調(diào)整好化學(xué)成分，符合出爐鐵水澆注溫度，即可拔渣出水；b)、孕育以接近澆注時(shí)進(jìn)行的孕育即瞬時(shí)孕育為重點(diǎn)控制，若采用小包孕育，除澆注溫度應(yīng)滿足1310°C 1450°C外，孕育量為缸套重量的0. 1% 0. 15%，總孕育量為鐵水重量的 0.8% 1. 1%;出鐵槽或出水包底孕育劑為硅鋇75硅鐵=2 1，粒度為5mm 20mm ；若 IOOKg行包出水時(shí)，孕育劑為硅鋇75硅鐵=1 1，粒度為3mm 5mm，孕育量為0. 3% 0. 6%，每只缸套孕育為75硅鐵，粒度為Imm 2mm ；嚴(yán)格控制孕育前的鐵水硅含量，以此控制產(chǎn)品的終硅含量；c)、出水前，除在包底加入孕育劑外，還要加0.洲 0.5%的清渣除氣劑，其配方為碳酸鈉氟化鈉=2 1 ；出完鐵水后，在鐵水表面加鐵水重量0.3%左右的聚渣劑珍珠巖；將表面浮渣拔凈后，再加珍珠巖覆蓋鐵水表面，保溫和防止鐵水氧化；d)、離心澆注時(shí)用水管對模具外表面進(jìn)行激冷，水管上出水孔眼的排布滿足缸套均勻由外向內(nèi)的順序凝固，水管長度和位置保證缸套兩端不大于15mm范圍內(nèi)必須被冷卻；為防止外硬、雙向凝固和獲得理想的組織和石墨，冷卻參數(shù)按照延時(shí)時(shí)間放水時(shí)間放水完缸套在模內(nèi)空轉(zhuǎn)時(shí)間=15 25 60的原則設(shè)計(jì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的解決離心鑄造缸套渣縮孔的生產(chǎn)工藝，其特征是，還具有以下步驟e)、對鐵水硫含量較高的處理按a)多次造渣和/或c)中所述清渣除氣劑增量不超過鐵水重量的1% ；f)、對微量元素As、Pb的處理當(dāng)原鐵水As含量0.03% ( As% ( 0. 15%或1 含量 0. 005% ^ Pb% ^ 0. 015%時(shí)，在爐內(nèi)或出水時(shí)的一次孕育劑中加入鐵液重量的0. 1% 0. 15% 的3% 5%RE硅鋇孕育劑消除As、Pb給缸套帶來的危害作用。
全文摘要
一種解決離心鑄造缸套渣縮孔的生產(chǎn)工藝，通過控制碳硅當(dāng)量和采取適當(dāng)?shù)脑杏齽┮垣@得良好的金相基體組織和機(jī)械性能，采取加入廢鋼的方式控制原鐵水硅含量，鐵水碳的損失可以采用增碳劑的方式進(jìn)行增補(bǔ)，其它元素的含量通過鐵合金的方式加以調(diào)節(jié)。工藝上主要通過造渣方式、造渣溫度、靜置時(shí)間、除渣氣方法等對含雜質(zhì)和氧化較重的鐵水進(jìn)行凈化處理。本發(fā)明能有效利用廢料，降低廢品率，達(dá)到控制產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約成本的目的。
文檔編號B22D13/02GK102212738SQ20111013835
公開日2011年10月12日 申請日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月26日
發(fā)明者徐昌友, 楊慶年, 胡學(xué)軍, 蒲小濤, 袁仕田 申請人:成都銀河動力有限公司