一种艉柱的铸造方法与流程

文档序号:11506779

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。

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