专利名称：防止锡青铜衬套离心铸件产生穿透性气孔的方法
技术领域：
本发明涉及铸造技术领域中的铜合金离心铸造方向，具体涉及防止锡青铜衬套离 心铸件产生穿透性气孔的方法。
背景技术：
对于锡青铜衬套铸件，当其长度/厚度> 25时，采用砂型铸造会因补缩通道不足 而导致补缩困难，常采用离心铸造。在铜合金中，大、中型锡青铜衬套离心铸造的难度较高， 对锡青铜衬套而言，其长度/外径的值越大，越容易产生穿透性气孔。现有技术中，往往采 用在铸型壁上钻大量的透气眼，便于在浇注过程中铸型内表面气体的排出，这种方法虽然 有一定效果，但不足的是，这一方面增加了铸型的制造费用；另一方面增加了操作的难度， 如果透气眼补砂不好或漏补(尤其是较细长的铸型)，在浇注过程中合金液钻入透气眼中， 则对铸件的脱模造成很大的困难。也曾有生产厂家采用过外套+石墨型内套形式，以防止 穿透性喇叭形气孔的产生，但石墨型制造费用很高且使用寿命较短，并且只适用于中、小型 锡青铜衬套，对于大型锡青铜衬套铸件无法采用。而根据手册(《特种铸造手册》编写组特 种铸造手册[M].北京机械工业出版社，1978.下同)中给出的铸型烘干工艺，烘干温度为 200°C 300°C，铸型工作温度为40°C 90°C，浇注温度为1100°C 1150°C(ZCuSnl0Zn2)、 1050°C 1100°C (ZCuSnlOPl)等，对于长度/外径相对较大的锡青铜衬套，容易产生穿透 性气孔。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是通过对铸造过程中铸型参数、铸件参数、工艺参数 的控制，找到一种可有效防止锡青铜衬套离心铸件产生穿透性气孔的方法。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案
一种防止锡青铜衬套离心铸件产生穿透性气孔的方法，其特征在于，提高烘型温度至 450 490 °C。更进一步的，铸型涂料采用发气量低于< 16mL / g的超细复合耐火骨料配制成的 水基喷涂涂料。更进一步的，还采用均布式长浇口管和拔塞囤包相结合的浇注系统，以保证合金 液浇注时的均勻平稳、减少气体的卷入和避免产生合金液落点处的局部过热。更进一步的，在浇注时采取较低的浇注温度，温度范围为低于手册所规定的浇注 温度10°C 30°C，对于ZCuSnlOZn2温度范围为1070°C 1090°C，对于ZCuSnlOPl，温度范 围为1020°C 1040°C。由于锡青铜较易吸气，在熔炼过程中采取较低的浇注温度可以减小 吸气的概率。本发明的有益效果是，能大大降低穿透性气孔发生的概率及减轻穿透性气孔影响 的程度，提高产品品质。
我公司生产的6000t浙青运输船上用的大型锡青铜艉轴衬套，牌号为 ZCuSnlOZn2，铸件尺寸为①394 /①320 X 1730，铸件质量为630 kg，铸件壁厚为37 mm，长度 /厚度=46. 76，显然，若采用砂型铸造则补缩通道过窄，只能采用离心铸造；但该衬套长 度/外径=4. 39，该值较大，采用离心铸造生产时，则容易产生穿透性气孔。对于锡青铜衬套的铸型，材质选用ZG230-450，铸型不钻透气眼，也不采用外套+ 石墨型内套形式，我们采用普通结构形式，以降低铸型制造费用。对加工后的铸型进行检验，质量良好，工作表面无微裂纹及孔洞。特别要注意的是 铸型内圆工作表面出现的微裂纹、小孔洞，这是铸件产生穿透性气孔的重要原因。这些微裂 纹、小孔洞是结晶水的存身之处，在高温铜合金熔液浇入铸型后，使结晶水汽化膨胀而侵入 合金中，从而导致穿透性气孔的产生。提高铸型制造的质量，使铸型内圆工作表面光洁，则 可大大减少结晶水存在的可能。对加工后的铸型进行高温烘干，烘型温度为480°C，主要是为了对铸型去油并脱去 结晶水(结晶水较难烘干)。当铸型温度冷到290°C时，采用了发气量低的涂料进行喷涂。经 我们对多种涂料反复筛选后，确定锡青铜衬套的离心铸造采用超细复合耐火骨料配制成的 水基喷涂涂料，其悬浮性(24h)彡98%、发气量低于彡16mL / g、高温抗裂性为1级。喷涂涂料后铸型温度仍然> 250°C，能脱去涂料中的自由水。采用高于手册中给出 的烘型温度(480°C)，就是为了最大限度地减少铸型内表面的发气。铸型工作温度控制在50°C。对于ZCuSnlOZn2，手册上给出浇注温度为1100°C 1150°C。本例中铸件尺寸为 ①394 /①320X 1730，外圆表面积较大，浇注温度太低容易产生冷隔、重皮，但考虑到锡青 铜ZCuSnlOZn2在熔炼过程中较易吸气，加Zn后不再大幅度升温，以减小吸气的概率，故取 较低的浇注温度，因而，对本锡青铜艉轴衬套取浇注温度为1070°C 1090°C。由于强化了铸型的激冷能力和降低了合金的浇注温度，采用缝隙式长浇口管和拔 塞囤包相结合的技术，以保证合金液浇注时的均勻平稳、减少气体的卷入和避免产生合金 液落点处的局部过热。此外，还应控制浇注初速，在开始浇注时的最初3秒钟内合使金液的 铺型厚度S彡8 mm，以免产生冷隔缺陷。该产品加工后品质良好。最后所应说明的是，以上具体实施方式
仅用以说明本发明的技术方案而非限制， 尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对 本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均 应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
一种防止锡青铜衬套离心铸件产生穿透性气孔的方法，其特征在于，提高烘型温度至450℃～490℃ 。
2.根据权利要求1所述的防止锡青铜衬套离心铸件产生穿透性气孔的方法，其特征在 于，铸型涂料采用发气量低于< 16mL / g的超细复合耐火骨料配制成的水基喷涂涂料。
3.根据权利要求1所述防止锡青铜衬套离心铸件产生穿透性气孔的方法，其特征在 于，所述浇注装置采用均布式长浇口管和拔塞囤包相结合的浇注系统。
4.根据权利要求1所述，其特征在于，采取较低的浇注温度，温度范围为低于手册 所给出的浇注温度10°C 30°C，对于ZCuSnlOZn2，温度范围为1070°C 1090°C，对于 ZCuSnlOPl，温度范围为 1020°C 1040°C。
全文摘要
一种防止锡青铜衬套离心铸件产生穿透性气孔的方法，通过采用高于手册中给出的烘型温度，减少铸型内表面结晶水及自由水的发气；铸型涂料采用发气量低于≤16mL∕g的超细复合耐火骨料配制成的水基喷涂涂料；采用均布式长浇管和拔塞囤包相结合的浇注系统；在手册规定的基础上，适当降低浇注温度。对于大型锡青铜衬套离心铸造，铸件参数和离心铸造工艺参数较为复杂，这些参数之间存在着相互制约的关系。本技术与现有技术的最大区别为——将铸型参数、铸件参数、工艺参数等看成一个有机的整体，更强调诸多参数之间的匹配关系，能大大降低穿透性气孔发生的概率及减轻穿透性气孔影响的程度，提高产品品质。
文档编号B22D13/10GK101850411SQ20101020563
公开日2010年10月6日 申请日期2010年6月22日 优先权日2010年6月22日
发明者杨为勤 申请人:武昌船舶重工有限责任公司