一种厚大断面球墨铸铁的轴类产品制造方法与流程

本发明属于冶金领域，具体涉及一种厚大断面球墨铸铁的轴类产品制造方法，充分利用球墨铸铁的石墨膨胀作用，达到无冒口铸造的目的。

背景技术：

厚大断面球铁铸件具有优异的力学性能，同时具有经济优势，是国家重大技术装备的重要基础部件，在国民经济中起着十分重要的作用。随着球铁生产技术的进步和新应用领域不断出现，厚大断面球铁件市场愈趋旺盛，其典型代表为重百吨级核乏燃料球铁储运容器。但是由于其断面过厚，使得冷却速度缓慢，凝固时间长，容易在厚壁中心或热节处出现石墨畸变(如碎块状石墨)、球化衰退、石墨球数减少、球径粗大、石墨漂浮等缺陷，从而恶化铸件的机械性能和使用性能。为了解决上述问题，通常从原材料化学成分、球化剂、强化孕育及添加微量元素等工艺措施入手进行综合控制。而选择合适的球化剂是厚大断面球墨铸铁生产的关键问题之一。

现有轴类主要采用树脂砂型铸造，在关键部位添加冷铁，达到局部细化组织目的。但这种操作步骤繁琐，冷铁作用有限，只能作用于放置冷铁地方，铸件组织差异较大。在铸件热节地方仍然存在石墨形态差、碎块状石墨等风险。

技术实现要素：

发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种厚大断面球墨铸铁的轴类产品制造方法，来控制厚断面球墨铸铁件的组织疏松，石墨畸变问题，提高铸件的性能。

技术方案：一种厚大断面球墨铸铁的轴类产品制造方法，包括如下步骤：

步骤(1)、底箱制备：将砂箱平放在模具上，砂箱边缘与平板直接接触，确保平板的平面度≤3mm，然后开始放砂，待树脂砂固化≥2h后起模；

步骤(2)、盖箱制备：将砂箱平放在模具上，然后开始放砂，待树脂砂固化≥2h后起模；

步骤(3)、砂芯制备：放置芯骨，放砂固化≥1h后起模；

步骤(4)、涂料：金属模先预热到50-100℃，在金属模的内腔上均匀涂刷涂料，涂料厚度﹥0.5mm，并烘干，其余砂型制备并刷好涂料；

步骤(5)、组装：下箱调整好水平，先下树脂砂芯，再放置金属模，金属模需和下箱用螺栓相连，最后放置树脂砂盖箱，盖箱与金属模采用螺栓相连，待浇注；

步骤(6)、球化孕育：球化包中依次加入0.9-1.1％的球化剂、0.3-0.6％的覆盖用孕育剂，最后加入30-80ppm的sb；最后用干净的铁屑覆盖；出炉铁水温度为1450-1480℃；经球化处理后铁水中c：3.60-3.70％，si：2.0-2.10％，mn<0.30％，p<0.035％，s：0.008-0.012％，mg:0.035-0.045％；

步骤(7)、浇注：控制浇注温度为1320℃-1370℃，一边浇注一边随流孕育。

有益效果：本发明制备方法简单，操作简便，效率高，不需要大量冷铁，冷铁的激冷作用有限；铁模膨胀小，充分利用石墨化膨胀，达到无冒口铸造；铁模与空气直接接触，散热快，有利于石墨球细小，圆整，使得整个铸件组织比较均衡，差异小，力学性能优异。

附图说明

图1是本发明中的附注试块金相组织示意图；

图2是本发明中的铸件本体金相组织示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

具体实施例一

一种厚大断面球墨铸铁的轴类产品制造方法，包括如下步骤：

步骤(1)、底箱制备：将砂箱平放在模具上，砂箱边缘与平板直接接触，确保平板的平面度≤3mm，然后开始放砂，待树脂砂固化≥2h后起模；

步骤(2)、盖箱制备：将砂箱平放在模具上，然后开始放砂，待树脂砂固化≥2h后起模；

步骤(3)、砂芯制备：放置芯骨，放砂固化≥1h后起模；

步骤(4)、涂料：金属模先预热到50℃，在金属模的内腔上均匀涂刷涂料，涂料厚度﹥0.5mm，并烘干，其余砂型制备并刷好涂料；

步骤(5)、组装：下箱调整好水平，先下树脂砂芯，再放置金属模，金属模需和下箱用螺栓相连，最后放置树脂砂盖箱，盖箱与金属模采用螺栓相连，待浇注；

步骤(6)、球化孕育：球化包中依次加入0.9％的球化剂、0.3％的覆盖用孕育剂，最后加入30ppm的sb；最后用干净的铁屑覆盖；出炉铁水温度为1450℃；经球化处理后铁水中c：3.60％，si：2.0％，mn<0.30％，p<0.035％，s：0.008％，mg：0.035％；

步骤(7)、浇注：控制浇注温度为1320℃，一边浇注一边随流孕育。

具体实施例二

一种厚大断面球墨铸铁的轴类产品制造方法，包括如下步骤：

步骤(1)、底箱制备：将砂箱平放在模具上，砂箱边缘与平板直接接触，确保平板的平面度≤3mm，然后开始放砂，待树脂砂固化≥2h后起模；

步骤(2)、盖箱制备：将砂箱平放在模具上，然后开始放砂，待树脂砂固化≥2h后起模；

步骤(3)、砂芯制备：放置芯骨，放砂固化≥1h后起模；

步骤(4)、涂料：金属模先预热到100℃，在金属模的内腔上均匀涂刷涂料，涂料厚度﹥0.5mm，并烘干，其余砂型制备并刷好涂料；

步骤(5)、组装：下箱调整好水平，先下树脂砂芯，再放置金属模，金属模需和下箱用螺栓相连，最后放置树脂砂盖箱，盖箱与金属模采用螺栓相连，待浇注；

步骤(6)、球化孕育：球化包中依次加入1.1％的球化剂、0.6％的覆盖用孕育剂，最后加入80ppm的sb；最后用干净的铁屑覆盖；出炉铁水温度为1450-1480℃；经球化处理后铁水中c：3.70％，si：2.10％，mn<0.30％，p<0.035％，s：0.012％，mg：0.045％；

步骤(7)、浇注：控制浇注温度为1370℃，一边浇注一边随流孕育。

具体实施例三

一种厚大断面球墨铸铁的轴类产品制造方法，包括如下步骤：

步骤(1)、底箱制备：将砂箱平放在模具上，砂箱边缘与平板直接接触，确保平板的平面度≤3mm，然后开始放砂，待树脂砂固化≥2h后起模；

步骤(2)、盖箱制备：将砂箱平放在模具上，然后开始放砂，待树脂砂固化≥2h后起模；

步骤(3)、砂芯制备：放置芯骨，放砂固化≥1h后起模；

步骤(4)、涂料：金属模先预热到80℃，在金属模的内腔上均匀涂刷涂料，涂料厚度﹥0.5mm，并烘干，其余砂型制备并刷好涂料；

步骤(5)、组装：下箱调整好水平，先下树脂砂芯，再放置金属模，金属模需和下箱用螺栓相连，最后放置树脂砂盖箱，盖箱与金属模采用螺栓相连，待浇注；

步骤(6)、球化孕育：球化包中依次加入1.0％的球化剂、0.5％的覆盖用孕育剂，最后加入60ppm的sb；最后用干净的铁屑覆盖；出炉铁水温度为1470℃；经球化处理后铁水中c：3.64％，si：2.04％，mn<0.30％，p<0.035％，s：0.011％，mg：0.038％；

步骤(7)、浇注：控制浇注温度为1340℃，一边浇注一边随流孕育。

本发明中附注试块金相组织示意图如图1所示，图中组织如下：珠光体＜5％，球化率﹥90％，石墨球数200-250个/mm²，石墨球大小6-7级，-20℃冲击17j，-40℃冲击12j。其中的性能测试为：抗拉强度380mpa，屈服强度260mpa，延伸率26％。

本发明中的铸件本体金相组织示意如图2所示，图中组织如下：石墨球数：100-150个/mm²，球化率﹥90％，石墨球大小5-6级，-20℃冲击16j，-40℃冲击10j。其中的性能测试如下：抗拉强度380mpa，屈服强度260mpa，延伸率20％。

本发明制备方法简单，操作简便，效率高，不需要大量冷铁，冷铁的激冷作用有限；铁模膨胀小，充分利用石墨化膨胀，达到无冒口铸造；铁模与空气直接接触，散热快，有利于石墨球细小，圆整，使得整个铸件组织比较均衡，差异小，力学性能优异。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。