一种密封防雨的复合法兰的铸造工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铸造工艺，具体涉及一种密封防雨的复合法兰的铸造工艺。
【背景技术】
[0002]随着经济快速、持续发展，推动了铸钢件产量的快速增长，而未来生产高质量、高附加值，以及特殊材质及性能的大型铸钢件将成为铸钢行业新的发展方向，法兰是大型铸钢件的典型件之一，法兰又叫法兰凸缘盘或突缘，法兰是管子与管子之间相互连接的零件，用于管端之间的连接，也有用在设备进口上的法兰，用于两个设备之间的连接，如减速机法兰等，法兰连接或法兰接头，是指由法兰、垫片及螺栓三者相互连接作为一组组合密封结构的可拆卸连接，管道法兰系指管道装置中配管用的法兰，用着设备上系指设备的进出口法兰，法兰上有孔眼，螺栓使两法兰紧连，法兰间用衬垫密封，法兰分螺纹连接法兰、焊接法兰和卡夹法兰，种类很多，法兰的制造可采用铸造工艺进行生产，铸造出的法兰除保证良好的表面质量和较高的尺寸精度外，还必须保证优良的力学性能，以满足其在苛刻条件下的工作需求，对法兰的要求越来越高，而现有铸钢车间由于投产时间短，冶金附具储备不足，按原有工艺组织生产，难以保证生产周期，所以必须结合车间实际生产情况，研发出一种新的法兰铸造工艺，能制备出高质量的法兰，以满足工作的要求。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种密封防雨的复合法兰的铸造工艺，该铸造工艺简单易行，铸造成本低廉，铸造出的法兰结构简单，使用时便于润滑，连接性强，密封性好，且具有防雨的作用，延长了使用寿命，降低了成本。
[0004]为了解决以上技术问题，本发明提供一种密封防雨的复合法兰的铸造工艺，铸造出的复合法兰包括左右对接的第一法兰和第二法兰，其中:
第一法兰包括第一法兰本体及设置在第一法兰本体上的护罩，护罩沿第一法兰本体边缘处向外延伸形成，第一法兰本体上均布有至少四个第一固定孔，第一固定孔穿透第一法兰本体，第一法兰本体上还均布至少四个注油孔，一个注油孔对应一个第一固定孔，并注油孔与第一固定孔垂直联通，第一法兰本体的表面上还分别均布有第一凸块和第一凹槽，第一凸块、第一固定孔及第一凹槽之间间隔分布；
第二法兰包括第二法兰本体，第二法兰本体上均布至少四个与第一固定孔适配的第二固定孔，第二法兰本体上还分别均布有第二凸块和第二凹槽，第二凸块与第一凹槽相适配，第二凹槽与第一凸块相适配，第二凹槽、第二固定孔及第二凸块之间间隔分布，并第二法兰本体上的第二凹槽、第二固定孔及第二凸块按序分别与第一法兰本体上的第一凸块、第一固定孔及第一凹槽的位置严格对应；
该复合法兰铸造工艺具体包括以下步骤:
(I)根据第一法兰及第二法兰的尺寸大小以型砂和芯砂为造型材料制成铸型，在制作铸型前，先将造型材料中的型砂置于烘炉中进行烘干，烘干后在铸型表面涂覆一层脱模剂； 脱模剂采用滑石粉、水、硅油、植物油调配而成，按质量份数计具体为滑石粉:20-30份，水:10-20份，硅油:20-30份，植物油:30-40份，然后用喷枪将脱模剂喷涂在模具型腔表面上，厚度为0.05-0.1mm;
技术效果，该脱模剂耐高温，在高温下具有良好的稳定性，良好的模壁附着能力，主要是为了隔热，保护模具不被烧损，提高模具使用寿命，其次润滑铸件和模具接触界面，以利于脱模；
(2)将第一法兰和第二法兰的原材料放置在井式坩祸电阻炉中进行熔炼，熔炼时现将坩祸预热至暗红色，同时将第一法兰和第二法兰的原材料放置在炉口预热，当坩祸温度到达150-170Γ时，向坩祸内喷涂涂料，然后加入预热好的原材料，在混合气体的保护下，升温至1000-1200°C进行熔化，待全部熔炼得到原材料液后，轻微搅拌，随后用干燥的六氯乙烷制剂进行精炼除气，静置8-10min，然后在原材料液上撒布珍珠岩造渣以净化原材料液并立刻扒渣得到原材料液，按质量百分比计原材料液成分具体如下:
Zn:3-6%,Mo:1-1.5%, T1:1-1.2%，N:0.02-0.03%，Cr:8-11%，Ni:3-6%，C:0.01-0.03%，Mn:0.5-0.7%,Nb:0.3-0.6%,Cu:0.3-0.5%,W:0.5-0.7%,S1:0.8-1.0%,P:0.025-0.030%,S:0.008-0.010%，稀土元素:0.3-0.5%，其余为Fe及不可避免的杂质；
稀土元素按质量百分比计包括以下组分:镧:5-8%，铈:5-7%，钪:5-8%，钇:3-7%，钐:10-13%，钆:5-7%，镨:6-7%，钕:11 -15%，其余为镧系元素，以上各组分之和为100% ；
喷涂在坩祸内的涂料按质量百分比计包括以下成分:62%滑石粉、5%的水玻璃、30%的水、及3%的硼酸，以上各组分之和为100%；在熔炼时的混合气体具体为75%的压缩空气、24%二氧化碳及1%的四氟乙烷；
(3)将冶炼后的原材料液快速平稳的注入步骤(I)中制备好的铸型中得到铸件，浇注温度为800-900°C，浇注时间为9-15min，浇注完毕后，待铸件随铸型冷却到室温时，取出铸件；
(4)对铸件在540-560°C固溶10-12h，室温下水淬后，在时效175-185°C人工时效8-10h;
(5)对铸件进行热处理，具体操作为:
a退火:将铸件炉热至500-600 °C时保温5-8min，然后炉冷却至300-400 °C，随后打开炉门继续缓冷至200-250°C出炉空冷至室温；
b淬火:将步骤a中退火后的铸件缓慢炉热至300-380°C并保温10-20min，再次炉热至450-500 °C后用水喷淋铸件快速降温；
c回火:将经淬火后的铸件在室温下再次入炉并炉热至300-350 °C后保温10-13min后出炉空冷至室温；
(6)对热处理后的铸件依次进行表面喷砂清理、超声无损检测，检测合格的最终入库。
[0005]本发明进一步限定的技术方案为:
前述密封防雨的复合法兰的铸造工艺中，按质量百分比计原材料液成分具体如下:Zn:3%,Mo:l%,Ti:l%,N:0.02%,Cr:8%,Ni:3%,C:0.01%,Mn:0.5%,Nb:0.3%,Cu:0.3%,ff:0.5%，S1: 0.8%，P: 0.025%，S: 0.008%，稀土元素:0.3%，其余为Fe及不可避免的杂质；
稀土元素按质量百分比计包括以下组分:镧:5%，铈:5%，钪:5%，钇:3%，钐:10%，钆:5%，镨:6%，钕:11 %，其余为镧系元素，以上各组分之和为100%。
[0006]前述密封防雨的复合法兰的铸造工艺中，按质量百分比计原材料液成分具体如下:Zn:6%,Mo:1.5%, Ti:1.2%,N:0.03%,Cr:Il%，Ni:6%,C:0.03%，Mn:0.7%,Nb:0.6%,Cu:0.5%，W: 0.7%，S1:1.0%，P: 0.030%，S: 0.010%，稀土元素:0.5%，其余为Fe及不可避免的杂质；稀土元素按质量百分比计包括以下组分:镧:8%，铈:7%，钪:8%，钇:7%，钐:13%，钆:7%，镨:7%，钕:15%，其余为镧系元素，以上各组分之和为100%ο
[0007]前述密封防雨的复合法兰的铸造工艺中，按质量百分比计原材料液成分具体如下:
Zn:4%,Mo:1.2%, T1:1.1%，N:0.025%，Cr:9%，N1:5%，C:0.02%，Mn:0.6%，Nb:0.4%，Cu:0.4%，W:0.6%，S1:0.9%，P:0.028%，S:0.009%，稀土元素:0.4%，其余为Fe及不可避免的杂质；稀土元素按质量百分比计包括以下组分:镧:7%，铈:6%，钪:7%，钇:5%，钐:12%，钆:6%，镨:7%，钕:13%，其余为镧系元素，以上各组分之和为100%ο
[0008]前述密封防雨的复合法兰的铸造工艺中，铸造出的第一法兰和第二法兰的抗拉强度均为425MPa，伸长率为16.5%，布氏硬度为127HB。
[0009]本发明的有益效果是:
本发明的复合法兰由第一法兰和第二法兰组成，左右对接更能很好的紧固零件，同时第一法兰本体上设有护罩，能在对接后具有防雨的功能，避免淋湿后生锈腐蚀，缩短使用的寿命，降低成本。
[0010]本发明中的第一法兰本体上和第二法兰本体上设有第一凸块、第一凹槽、第二凸块及第二凹槽，其中第一凸块与第二凹槽对应，第二凸块与第一凹槽对应，在第一法兰和第二法兰对接后，先通过第一凸块与第二凹槽、第二凸块与第一凹槽的对接稳固后，再通过固定孔螺栓进一步固定连接，双重连接，加强了法兰的密封稳定性。
[0011]本发明的第一法兰本体上还均布至少四个注油孔，一个注油孔对应一个第一固定孔，并注油孔与第一固定孔垂直联通，利于在使用过程中由于时间过长导致生锈等状态，不易于拆卸，通过注油孔注入润滑油，有益于拆卸，也减少了安装时的摩擦，减少损坏，降低成本。
[0012]本发明严格控制浇注的温度为800-900°C，浇注温度过低或者过高的时，原材料的力学性能的信噪较低，铸件力学性能较差，其原因可能是浇注温度过低时，原材料熔体与模具周边接触的后其温度迅速降低到液相线以下，导致在压力施加到原材料熔体之前，模具臂周边已形成较厚凝壳，施加在原材料熔体上的有效压力大幅度降低；另一方面，浇注温度低时，金属液的流动性差，充型能力差，铸件内部容易出现孔洞;这两个方面都是不利于铸件力学性能的;浇注温度过高时，原材料熔体在转移过程中氧化程度大，冲头在挤压过程中容易出现熔体喷溅，降低铸件质量;另外，在铸件的中间部位也会热节及缩孔缩松等缺陷；另外，高温金属熔体结晶前需要释放大量热，压力带来的过冷效应不足以引起金属熔体同时过冷，合金形核数量少，有利于