專利名稱：一種制造管類或環(huán)類耐磨耐熱耐蝕鈷基鑄造合金的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鈷基合金制造領(lǐng)域，發(fā)明了一種制造管類或環(huán)類耐磨耐熱耐蝕鈷基鑄造合金的方法。
背景技術(shù)：
鈷基合金在650 1100°C具有較高的高溫強(qiáng)度、高溫抗疲勞性能、抗熱震沖擊性能和良好的抗氧化、耐腐蝕性能，高的耐磨粒磨損以及良好的抗金屬間磨損等性能。廣泛用于耐磨、耐腐蝕、耐高溫、抗沖擊等工礦條件下的各類零部件的制造，如超超臨界汽輪機(jī)中的密封環(huán)、導(dǎo)向套筒以及活塞環(huán)等，航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)、艦船燃?xì)廨啓C(jī)中的導(dǎo)向葉片和噴嘴導(dǎo)葉以及柴油機(jī)噴嘴等。鈷基合金按制備工藝分為鑄造鈷基高溫合金、變形鈷基高溫合金和粉末冶金高溫合金。耐磨耐熱耐蝕鈷基高溫合金是依靠在純鈷中加入大量的Cr、Mo或W和C等元素形成的碳化物進(jìn)行強(qiáng)化，因此合金容易受加工硬化影響而不易采用變形成形，只能采用鑄造的方法進(jìn)行制備成形。耐磨耐熱耐蝕鈷基合金產(chǎn)品種類較多，其中很大一部分以管類或環(huán)類為主，如鈷基合金密封環(huán)、導(dǎo)向套以及活塞環(huán)等。目前該部分產(chǎn)品還主要以靜態(tài)砂型鑄造的方法進(jìn)行生產(chǎn)，該方法由于一個(gè)砂型僅能使用一次，因此存在批量化生產(chǎn)效率較低、成本高等問題，此外，由于砂型鑄造本身存在的鑄造合金密度不高、 晶粒粗大等問題，如需提高性能需進(jìn)行后期等靜壓處理，這進(jìn)一步增加了制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是解決現(xiàn)有技術(shù)采用砂型鑄造本身存在的批量化生產(chǎn)效率較低、成本高及鑄造合金密度不高、晶粒粗大等問題。一種制造管類或環(huán)類耐磨耐熱耐蝕鈷基鑄造合金的方法，其特征是采用型筒離心鑄造方法制造鑄造鈷基合金筒類或環(huán)類零部件，通過控制離心鑄造的溫度、轉(zhuǎn)速以及設(shè)計(jì)涂料成分，能夠獲得細(xì)晶粒、高致密度和高性能的耐磨耐熱耐蝕鈷基合金。澆注前將型筒內(nèi)壁噴涂0. 5 Imm厚的涂料并進(jìn)行預(yù)熱，型筒的預(yù)熱溫度為350 450°C，型筒的轉(zhuǎn)速控制在800 1000轉(zhuǎn)/分，型筒轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后進(jìn)行澆注，熔融的鈷基合金澆注溫度為1600 1700°C，澆注速度應(yīng)控制在5 mcg/s范圍內(nèi)。采用離心鑄造的方法制備耐磨耐熱耐蝕鈷基高溫合金管類或環(huán)類零部件，特別適合于采用中頻非真空冶煉的鈷基合金，合金的具體成分不限。具體工藝為首先將鈷基合金采用中頻非真空爐進(jìn)行熔煉，調(diào)整合金的溫度到1600 1700°C， 然后將熔融的鈷基合金進(jìn)行離心鑄造，鑄造的工藝參數(shù)如下型筒應(yīng)選用ZG45Ni35Crf6耐熱鋼鑄件，型筒厚度25mm 50mm，型筒長度不限，澆注前將型筒內(nèi)壁噴涂0. 5 Imm厚的涂料并進(jìn)行預(yù)熱，涂料的主要成分鋯英粉+石英粉+聚合氯化鋁+膨潤土(鈉基)+超細(xì)鈷粉，表1列出了涂料中各種添加料的性質(zhì)、作用和含量，型筒的預(yù)熱溫度為350 450°C，型筒的轉(zhuǎn)速應(yīng)控制在800 1000轉(zhuǎn)/分，型筒轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后進(jìn)行澆注，熔融的鈷基合金澆注速度應(yīng)控制在5 m^g/s范圍內(nèi)。澆注完畢后應(yīng)保持澆注轉(zhuǎn)速3 5分鐘，待合金凝固后將鈷基合金管件從型筒中取出。待合金凝固后將鈷基合金管件從型筒中取出。待型筒溫度降至要求溫度后將型筒內(nèi)壁殘余的涂料掛掉后繼續(xù)噴涂新涂料，進(jìn)行下一根管件的澆注。表1離心鑄造鈷基合金涂料配方
權(quán)利要求
1.一種制造管類或環(huán)類耐磨耐熱耐蝕鈷基鑄造合金的方法，其特征在于采用型筒離心鑄造方法制造鑄造鈷基合金筒類或環(huán)類零部件，通過控制離心鑄造的溫度、轉(zhuǎn)速以及設(shè)計(jì)涂料成分，能夠獲得細(xì)晶粒、高致密度和高性能的耐磨耐熱耐蝕鈷基合金；澆注前將型筒內(nèi)壁噴涂0. 5 Imm厚的涂料并進(jìn)行預(yù)熱，型筒的預(yù)熱溫度為350 450°C，型筒的轉(zhuǎn)速控制在800 1000轉(zhuǎn)/分，型筒轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后進(jìn)行澆注，熔融的鈷基合金澆注溫度為1600 1700°C，澆注速度應(yīng)控制在5 mcg/s范圍內(nèi)，澆注完畢后應(yīng)保持澆注轉(zhuǎn)速3 5分鐘，待合金凝固后將鈷基合金管件從型筒中取出。
2.按照權(quán)利要求1所述制造管類或環(huán)類耐磨耐熱耐蝕鈷基鑄造合金的方法，其特征在于離心鑄造時(shí)，型筒內(nèi)壁噴涂的涂料配方如下/IOOOg水石英粉80 120g+鋯英粉70 80g+聚合氯化鋁6 IOg+鈉基膨潤土 20 30g+超細(xì)鈷粉10 15g，噴涂時(shí)涂料的厚度應(yīng)控制在0. 5 Imm厚度范圍內(nèi)。
3.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于超細(xì)鈷粉的平均粒度應(yīng)控制在小于0.5 μ m 范圍內(nèi)。
全文摘要
一種制造管類或環(huán)類耐磨耐熱耐蝕鈷基鑄造合金零部件的方法，屬于金屬材料領(lǐng)域。本發(fā)明采用型筒離心鑄造方法制造鑄造鈷基合金筒類或環(huán)類零部件，通過控制離心鑄造的溫度、轉(zhuǎn)速以及設(shè)計(jì)涂料成分，能夠獲得細(xì)晶粒、高致密度和高性能的耐磨耐熱耐蝕鈷基合金。澆注前將型筒內(nèi)壁噴涂0.5～1mm厚的涂料并進(jìn)行預(yù)熱，型筒的預(yù)熱溫度為350～450℃，型筒的轉(zhuǎn)速控制在800～1000轉(zhuǎn)/分，型筒轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后進(jìn)行澆注，熔融的鈷基合金澆注溫度為1600～1700℃，澆注速度應(yīng)控制在5～8kg/s范圍內(nèi)。本發(fā)明不需后期的等靜壓處理，一次可以制造長達(dá)數(shù)米的鈷基合金管，可以根據(jù)實(shí)際長度要求從管上進(jìn)行截取，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號B22C3/00GK102228975SQ20111015189
公開日2011年11月2日 申請日期2011年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月8日
發(fā)明者任淑彬, 周勇, 寇曉磊, 祁進(jìn)坤, 趙剛 申請人:河北五維航電科技有限公司