专利名称：一种制造管类或环类耐磨耐热耐蚀钴基铸造合金的方法
技术领域：
本发明属于钴基合金制造领域，发明了一种制造管类或环类耐磨耐热耐蚀钴基铸造合金的方法。
背景技术：
钴基合金在650 1100°C具有较高的高温强度、高温抗疲劳性能、抗热震冲击性能和良好的抗氧化、耐腐蚀性能，高的耐磨粒磨损以及良好的抗金属间磨损等性能。广泛用于耐磨、耐腐蚀、耐高温、抗冲击等工矿条件下的各类零部件的制造，如超超临界汽轮机中的密封环、导向套筒以及活塞环等，航空喷气发动机、工业燃气轮机、舰船燃气轮机中的导向叶片和喷嘴导叶以及柴油机喷嘴等。钴基合金按制备工艺分为铸造钴基高温合金、变形钴基高温合金和粉末冶金高温合金。耐磨耐热耐蚀钴基高温合金是依靠在纯钴中加入大量的Cr、Mo或W和C等元素形成的碳化物进行强化，因此合金容易受加工硬化影响而不易采用变形成形，只能采用铸造的方法进行制备成形。耐磨耐热耐蚀钴基合金产品种类较多，其中很大一部分以管类或环类为主，如钴基合金密封环、导向套以及活塞环等。目前该部分产品还主要以静态砂型铸造的方法进行生产，该方法由于一个砂型仅能使用一次，因此存在批量化生产效率较低、成本高等问题，此外，由于砂型铸造本身存在的铸造合金密度不高、 晶粒粗大等问题，如需提高性能需进行后期等静压处理，这进一步增加了制造成本。
发明内容
本发明目的是解决现有技术采用砂型铸造本身存在的批量化生产效率较低、成本高及铸造合金密度不高、晶粒粗大等问题。一种制造管类或环类耐磨耐热耐蚀钴基铸造合金的方法，其特征是采用型筒离心铸造方法制造铸造钴基合金筒类或环类零部件，通过控制离心铸造的温度、转速以及设计涂料成分，能够获得细晶粒、高致密度和高性能的耐磨耐热耐蚀钴基合金。浇注前将型筒内壁喷涂0. 5 Imm厚的涂料并进行预热，型筒的预热温度为350 450°C，型筒的转速控制在800 1000转/分，型筒转速稳定后进行浇注，熔融的钴基合金浇注温度为1600 1700°C，浇注速度应控制在5 mcg/s范围内。采用离心铸造的方法制备耐磨耐热耐蚀钴基高温合金管类或环类零部件，特别适合于采用中频非真空冶炼的钴基合金，合金的具体成分不限。具体工艺为首先将钴基合金采用中频非真空炉进行熔炼，调整合金的温度到1600 1700°C， 然后将熔融的钴基合金进行离心铸造，铸造的工艺参数如下型筒应选用ZG45Ni35Crf6耐热钢铸件，型筒厚度25mm 50mm，型筒长度不限，浇注前将型筒内壁喷涂0. 5 Imm厚的涂料并进行预热，涂料的主要成分锆英粉+石英粉+聚合氯化铝+膨润土(钠基)+超细钴粉，表1列出了涂料中各种添加料的性质、作用和含量，型筒的预热温度为350 450°C，型筒的转速应控制在800 1000转/分，型筒转速稳定后进行浇注，熔融的钴基合金浇注速度应控制在5 m^g/s范围内。浇注完毕后应保持浇注转速3 5分钟，待合金凝固后将钴基合金管件从型筒中取出。待合金凝固后将钴基合金管件从型筒中取出。待型筒温度降至要求温度后将型筒内壁残余的涂料挂掉后继续喷涂新涂料，进行下一根管件的浇注。表1离心铸造钴基合金涂料配方
权利要求
1.一种制造管类或环类耐磨耐热耐蚀钴基铸造合金的方法，其特征在于采用型筒离心铸造方法制造铸造钴基合金筒类或环类零部件，通过控制离心铸造的温度、转速以及设计涂料成分，能够获得细晶粒、高致密度和高性能的耐磨耐热耐蚀钴基合金；浇注前将型筒内壁喷涂0. 5 Imm厚的涂料并进行预热，型筒的预热温度为350 450°C，型筒的转速控制在800 1000转/分，型筒转速稳定后进行浇注，熔融的钴基合金浇注温度为1600 1700°C，浇注速度应控制在5 mcg/s范围内，浇注完毕后应保持浇注转速3 5分钟，待合金凝固后将钴基合金管件从型筒中取出。
2.按照权利要求1所述制造管类或环类耐磨耐热耐蚀钴基铸造合金的方法，其特征在于离心铸造时，型筒内壁喷涂的涂料配方如下/IOOOg水石英粉80 120g+锆英粉70 80g+聚合氯化铝6 IOg+钠基膨润土 20 30g+超细钴粉10 15g，喷涂时涂料的厚度应控制在0. 5 Imm厚度范围内。
3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于超细钴粉的平均粒度应控制在小于0.5 μ m 范围内。
全文摘要
一种制造管类或环类耐磨耐热耐蚀钴基铸造合金零部件的方法，属于金属材料领域。本发明采用型筒离心铸造方法制造铸造钴基合金筒类或环类零部件，通过控制离心铸造的温度、转速以及设计涂料成分，能够获得细晶粒、高致密度和高性能的耐磨耐热耐蚀钴基合金。浇注前将型筒内壁喷涂0.5～1mm厚的涂料并进行预热，型筒的预热温度为350～450℃，型筒的转速控制在800～1000转/分，型筒转速稳定后进行浇注，熔融的钴基合金浇注温度为1600～1700℃，浇注速度应控制在5～8kg/s范围内。本发明不需后期的等静压处理，一次可以制造长达数米的钴基合金管，可以根据实际长度要求从管上进行截取，大大提高了生产效率，降低了生产成本。
文档编号B22C3/00GK102228975SQ20111015189
公开日2011年11月2日 申请日期2011年6月8日 优先权日2011年6月8日
发明者任淑彬, 周勇, 寇晓磊, 祁进坤, 赵刚 申请人:河北五维航电科技有限公司