本发明属于铸造领域，具体涉及一种艉柱的铸造方法。
背景技术：
艉柱是指船尾端，从船底到艉肋板，连接两侧外板和龙骨的构件，为了保证船体上艉柱的性能要求，对船体艉柱铸件的化学成分、金相组织、石墨形态、抗拉强度、硬度等均有着较为严格的要求。实际生产中由于铸件中含片状石墨的强度、塑性、韧性几乎为零，存在石墨地方就相当于存在孔洞、微裂纹，它不仅破坏了基体的连续性，减少了基体受力有效面积，而且在石墨片尖端处形成应力集中，使材料形成脆性断裂，石墨片的数量越多，尺寸越粗大，分布越不均匀，铸铁的抗拉强度和塑性就越低，其中c型石墨对基体的割裂作用最大，其次是d+e型石墨。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种艉柱的铸造方法，该种艉柱铸造方法方法简单易行，采用上下模具然后通过射砂机得到的造型，更容易达到浇注平均，浇注完成后进行热处理，改变了艉柱的晶体结构，提高了艉柱的硬度。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种艉柱的铸造方法，按照以下几个步骤：
（1）炉料熔炼：将废钢和生铁按照重量比为2:1置于电炉中熔炼，在温度为1550-1680℃的条件下熔炼2-3h，得到的铁液中含硫量小于0.01%，含磷量小于0.03%，含铜量小于0.2%，含碳量为0.20-0.22%，含硅量0.3-0.45%，含锰量0.55-0.65%；
（2）造型：按照铸件图纸尺寸要求设计制模，模具包括上模具和下模具，将上模具和下模具组装到射芯机，通过射芯机将型砂压满模型内，型砂在温度为110-120℃条件下加热固化成型后，备用；
（3）浇注：将步骤（1）中的铁液在温度为1380-1500℃条件下，加入孕育剂，浇注到步骤（2）中的造型中，浇注时间为5-6min，浇注完成后，降温至500-600℃取出艉柱；
（4）热处理：将艉柱在500-600℃条件下保温1-2h，再升温至820-860℃，保温2-3h，降温至320-360℃，保温1-2h，再回温至620-640℃，保温40-60min，快速降温至500-600℃，保持40-50min，自然冷却，抛光后得到成品艉柱。
优选地，所述型砂包括以下重量份数的原料制成：硅砂100-200份、硅藻土30-60份、丙烯酸树脂5-15份、叔胺1-10份、硅烷偶联剂1-8份和水3-20份。
进一步地，所述型砂包括以下重量份数的原料制成：硅砂120-180份、硅藻土40-50份、丙烯酸树脂8-12份、叔胺2-8份、硅烷偶联剂1-5份和水5-15份。
更进一步地，所述型砂包括以下重量份数的原料制成：硅砂150份、硅藻土45份、丙烯酸树脂10份、叔胺4份、硅烷偶联剂2份和水10份。
进一步地，所述硅砂中二氧化硅的含量为82-86%。
作为本发明的一种优化方案，所述型砂是通过以下步骤获得的：将硅砂和水混合均匀后，缓慢加入丙烯酸树脂和硅藻土，搅拌均匀后加入硅烷偶联剂，最后加入叔胺，快速搅拌混合3-5min后得到型砂。
进一步地，所述孕育剂的加入量为铁液重量的0.3-0.6%。
优选地，所述孕育剂为硅锶孕育剂。
本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明的艉柱铸造工艺简单，采用上下模具然后通过射砂机得到的造型，更容易达到浇注平均，浇注完成后进行热处理，改变了艉柱的晶体结构，提高了艉柱的硬度。
（2）本发明提供的艉柱铸造材料为特质的型砂，且由于树脂及硅藻土等成分加强了型砂的热稳定性，从而解决艉柱铸造成品中抗拉强度和塑性低的问题。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种艉柱的铸造方法，按照以下几个步骤：
（1）炉料熔炼：将废钢和生铁按照重量比为2:1置于电炉中熔炼，在温度为1550℃的条件下熔炼2h，得到的铁液中含硫量小于0.01%，含磷量小于0.03%，含铜量小于0.2%，含碳量为0.20%，含硅量0.3%，含锰量0.55%；
（2）造型：按照铸件图纸尺寸要求设计制模，模具包括上模具和下模具，将上模具和下模具组装到射芯机，通过射芯机将型砂压满模型内，型砂在温度为110℃条件下加热固化成型后，备用；
所述型砂包括以下原料制成：硅砂100kg、硅藻土30kg、丙烯酸树脂5kg、叔胺1kg、硅烷偶联剂1kg和水3kg。
其中，硅砂中二氧化硅的含量为82%；
且上述型砂是通过以下步骤获得的：将硅砂和水混合均匀后，缓慢加入丙烯酸树脂和硅藻土，搅拌均匀后加入硅烷偶联剂，最后加入叔胺，快速搅拌混合3min后得到型砂。
（3）浇注：将步骤（1）中的铁液在温度为1380℃条件下，加入硅锶孕育剂，浇注到步骤（2）中的造型中，浇注时间为5min，浇注完成后，降温至500℃取出艉柱；
所述孕育剂的加入量为铁液重量的0.3%。
（4）热处理：将艉柱在500℃条件下保温1h，再升温至820℃，保温2h，降温至320℃，保温1h，再回温至620℃，保温40min，快速降温至500℃，保持40min，自然冷却，抛光后得到成品艉柱。
实施例2
一种艉柱的铸造方法，按照以下几个步骤：
（1）炉料熔炼：将废钢和生铁按照重量比为2:1置于电炉中熔炼，在温度为1580℃的条件下熔炼2.2h，得到的铁液中含硫量小于0.01%，含磷量小于0.03%，含铜量小于0.2%，含碳量为0.21%，含硅量0.32%，含锰量0.58%；
（2）造型：按照铸件图纸尺寸要求设计制模，模具包括上模具和下模具，将上模具和下模具组装到射芯机，通过射芯机将型砂压满模型内，型砂在温度为112℃条件下加热固化成型后，备用；
所述型砂包括以下原料制成：硅砂120kg、硅藻土40kg、丙烯酸树脂8kg、叔胺2kg、硅烷偶联剂1kg和水5kg。
其中，硅砂中二氧化硅的含量为83%；
且上述型砂是通过以下步骤获得的：将硅砂和水混合均匀后，缓慢加入丙烯酸树脂和硅藻土，搅拌均匀后加入硅烷偶联剂，最后加入叔胺，快速搅拌混合4min后得到型砂。
（3）浇注：将步骤（1）中的铁液在温度为1400℃条件下，加入硅锶孕育剂，浇注到步骤（2）中的造型中，浇注时间为5min，浇注完成后，降温至520℃取出艉柱；
所述孕育剂的加入量为铁液重量的0.4%。
（4）热处理：将艉柱在520℃条件下保温1.2h，再升温至830℃，保温2.2h，降温至330℃，保温1.2h，再回温至625℃，保温45min，快速降温至520℃，保持42min，自然冷却，抛光后得到成品艉柱。
实施例3
一种艉柱的铸造方法，按照以下几个步骤：
（1）炉料熔炼：将废钢和生铁按照重量比为2:1置于电炉中熔炼，在温度为1600℃的条件下熔炼2.5h，得到的铁液中含硫量小于0.01%，含磷量小于0.03%，含铜量小于0.2%，含碳量为0.21%，含硅量0.38%，含锰量0.60%；
（2）造型：按照铸件图纸尺寸要求设计制模，模具包括上模具和下模具，将上模具和下模具组装到射芯机，通过射芯机将型砂压满模型内，型砂在温度为115℃条件下加热固化成型后，备用；
所述型砂包括以下重量份数的原料制成：硅砂150kg、硅藻土45kg、丙烯酸树脂10kg、叔胺4kg、硅烷偶联剂2kg和水10kg。
其中，硅砂中二氧化硅的含量为84%；
且上述型砂是通过以下步骤获得的：将硅砂和水混合均匀后，缓慢加入丙烯酸树脂和硅藻土，搅拌均匀后加入硅烷偶联剂，最后加入叔胺，快速搅拌混合4min后得到型砂。
（3）浇注：将步骤（1）中的铁液在温度为1420℃条件下，加入硅锶孕育剂，浇注到步骤（2）中的造型中，浇注时间为6min，浇注完成后，降温至550℃取出艉柱；
所述孕育剂的加入量为铁液重量的0.5%。
（4）热处理：将艉柱在550℃条件下保温1.5h，再升温至840℃，保温2.5h，降温至340℃，保温1.5h，再回温至630℃，保温50min，快速降温至550℃，保持45min，自然冷却，抛光后得到成品艉柱。
实施例4
一种艉柱的铸造方法，按照以下几个步骤：
（1）炉料熔炼：将废钢和生铁按照重量比为2:1置于电炉中熔炼，在温度为1650℃的条件下熔炼2.8h，得到的铁液中含硫量小于0.01%，含磷量小于0.03%，含铜量小于0.2%，含碳量为0.20%，含硅量0.42%，含锰量0.62%；
（2）造型：按照铸件图纸尺寸要求设计制模，模具包括上模具和下模具，将上模具和下模具组装到射芯机，通过射芯机将型砂压满模型内，型砂在温度为118℃条件下加热固化成型后，备用；
所述型砂包括以下原料制成：硅砂180kg、硅藻土50kg、丙烯酸树脂12kg、叔胺8kg、硅烷偶联剂5kg和水15kg。
其中，硅砂中二氧化硅的含量为85%；
且上述型砂是通过以下步骤获得的：将硅砂和水混合均匀后，缓慢加入丙烯酸树脂和硅藻土，搅拌均匀后加入硅烷偶联剂，最后加入叔胺，快速搅拌混合5min后得到型砂。
（3）浇注：将步骤（1）中的铁液在温度为1480℃条件下，加入硅锶孕育剂，浇注到步骤（2）中的造型中，浇注时间为5min，浇注完成后，降温至580℃取出艉柱；
所述孕育剂的加入量为铁液重量的0.5%。
（4）热处理：将艉柱在580℃条件下保温1.8h，再升温至850℃，保温2.8h，降温至350℃，保温1.8h，再回温至635℃，保温55min，快速降温至580℃，保持48min，自然冷却，抛光后得到成品艉柱。
实施例5
一种艉柱的铸造方法，按照以下几个步骤：
（1）炉料熔炼：将废钢和生铁按照重量比为2:1置于电炉中熔炼，在温度为1680℃的条件下熔炼3h，得到的铁液中含硫量小于0.01%，含磷量小于0.03%，含铜量小于0.2%，含碳量为0.22%，含硅量0.45%，含锰量0.65%；
（2）造型：按照铸件图纸尺寸要求设计制模，模具包括上模具和下模具，将上模具和下模具组装到射芯机，通过射芯机将型砂压满模型内，型砂在温度为120℃条件下加热固化成型后，备用；
所述型砂包括以下原料制成：硅砂200kg、硅藻土60kg、丙烯酸树脂15kg、叔胺10kg、硅烷偶联剂8kg和水20kg。
其中，硅砂中二氧化硅的含量为86%；
且上述型砂是通过以下步骤获得的：将硅砂和水混合均匀后，缓慢加入丙烯酸树脂和硅藻土，搅拌均匀后加入硅烷偶联剂，最后加入叔胺，快速搅拌混合5min后得到型砂。
（3）浇注：将步骤（1）中的铁液在温度为1500℃条件下，加入硅锶孕育剂，浇注到步骤（2）中的造型中，浇注时间为6min，浇注完成后，降温至600℃取出艉柱；
所述孕育剂的加入量为铁液重量的0.6%。
（4）热处理：将艉柱在600℃条件下保温2h，再升温至860℃，保温3h，降温至360℃，保温2h，再回温至640℃，保温60min，快速降温至600℃，保持50min，自然冷却，抛光后得到成品艉柱。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。