本发明属于铸造
技术领域：
，具体涉及一种解决耐热钢产品内腔缺陷的方法。
背景技术：
：在铸钢产品的生产过程中，特别是具有狭窄、复杂内腔的铸钢涡轮壳产品。由于浇注温度比较高，通常达到1600℃，所以对砂芯的耐火度要求比较高。而公司现有覆膜砂的耐火度处于临界值上下，不能从根本上防止高温下钢水对砂芯的侵蚀，导致铸件内腔出现大量的凸起和凹坑，成品率非常低。公告号为CN105414488B的专利公开了一种涡轮壳流道芯的制芯方法，将涡轮壳流道芯厚大部位掏空后填充原硅砂，用一定比例的酒精混好的覆膜砂封口，烘烤固化后可使用。该发明的有益效果为：可以大大降低砂芯的发气量，很大程度上减小铸件产生气渣孔缺陷的比例，提高了产品的质量。但是该发明只适应于比较厚大的芯子，不能用于制作流道比较细的芯子，而且该发明采用的是常规的覆膜砂，砂芯的耐火度比较低，不适用于高温钢水的浇注。公开号为CN107042285A的专利文献公开了一种铸造领域的涡轮壳流道泥芯的制造方法，包括如下步骤：a、在由动模和静模组成的流道泥芯模具的射砂口附近铰接挡砂片和设置定位销；b、将流道泥芯模具安置在制芯设备上，调整制芯设备的气缸压力为0.3~0.5Mpa，翻转速度60°为/s±5°/s；c、流道泥芯模具的动模和静模温度设为260℃±3℃，射砂时间为4s±1s，固化时间为220s±5s；d、在射砂完成后旋转挡砂片，使挡砂片卡合在定位销上，挡砂片挡在射砂口以防止翻转过程中流道泥芯模具中的砂倒出，制芯设备使流道泥芯模具在8s内进行180°±2°翻转，120s±2s后流道泥芯模具进行位置复原，从流道泥芯模具中取出流道泥芯。该发明解决的是流道泥芯入水口位置出现分层，避免涡轮壳流道内部产生痂皮的问题，适用于重型涡轮壳的制造，采用该方法不能生产细小型砂芯，不耐高温。技术实现要素：有鉴于此，本发明提供一种解决耐热钢产品内腔缺陷的方法，提供了一种砂芯及耐高温覆膜砂的制备方法，该方法显著提高产品耐火度，合格率高。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种解决耐热钢产品内腔缺陷的方法，包含以下步骤：S1：制芯：检查芯盒安装正确到位，设置制芯参数：气源压力0.5-0.7MPa，油泵压力2.5-5.0MPa，射砂压力0.5-0.7MPa，固化温度200-230℃，射砂时间4-6S，固化时间180S，排气时间5-9S，将芯盒合模，开启加热进行预热，向芯盒内加入耐高温覆膜砂，待温度达到固化温度开模，吹净型腔，芯盒内腔表面均匀附着脱模剂，启动制芯循环程序开始制芯，开模后，手握牢砂芯平移一定距离取出砂芯，不磕碰砂芯；S2：打钻：用油漆笔在直径为8mm的钻头上标记打钻的深度位置，流道芯打2钻，废气室芯打1钻，并掏空散砂；S3：堵钻孔口：用专用填料封堵钻孔口；S4：俢芯：用铸造用修补膏对钻孔口进行修补；S5：粘涂料：将砂芯浸入涂料池中1-3秒后，取出；S6：烘烤：将砂芯放入烘烤炉中，烘烤炉运转速率为50HZ，在150-170℃烘干即可。优选的，所述步骤S1中，耐高温覆膜砂由以下重量份的原料组分制备：原砂100份，树脂粘结剂1-5份、固化剂10-15份、润滑剂5-7份、添加剂0.1-5份、铬铁矿砂29-33份。优选的，所述耐高温覆膜砂中二氧化三铝的含量大于或等于48%，二氧化硅的含量大于或等于48%。优选的，所述树脂粘结剂为固态热塑性酚醛树脂和液态热固性酚醛树脂的混合物，质量比固态热塑性酚醛树脂：液态热固性酚醛树脂为1：3~5。优选的，所述固化剂为质量分数为40%~50%的乌洛托品水溶液。优选的，所述润滑剂为硬质酸钙和硬脂酸铣铵的混合物，质量比硬质酸钙：硬脂酸铣铵为1:2.5~4。优选的，所述添加剂为聚乙烯醇缩甲醛、硅烷偶联剂和苯甲酸，质量比聚乙烯醇缩甲醛：硅烷偶联剂：苯甲酸为1:0.5~0.8:2.2~3.5。优选的，所述添加剂为聚乙烯醇缩甲醛、硅烷偶联剂和苯甲酸，质量比聚乙烯醇缩甲醛：硅烷偶联剂：苯甲酸为1:0.6:3。优选的，所述步骤S3中，专用填料由黑砂、膨润土、水混合制备而成，重量比黑砂：膨润土：水为20:5:1。优选的，所述步骤S2中，增压法兰芯头的打钻深度为35mm，进气法兰芯头的打钻深度为100mm。本发明的有益效果是：本发明用耐高温覆膜砂作为型腔芯原材料，将芯盒温度加热到200-230℃，通过射砂口向芯盒内射砂4-6秒，射砂压力为0.5-0.7MPa，震动倒去砂芯内腔没有固化的覆膜砂，180秒砂芯固化结束，排气5-9秒，避免铸件气孔缺陷，从芯盒中取出。用直径为8mm的钻头对准砂芯打钻，增压法兰芯头的打钻深度为35mm，进气法兰芯头的打钻深度为100mm。用专用填料封堵钻孔口；专用填料由黑砂、膨润土、水混合制备而成，重量比黑砂：膨润土：水为20:5:1。用铸造用修补膏对砂芯粗糙的部位和堵钻孔口位置进行修补，保证不掉砂，修补光顺，无芯刺、无凹陷。将砂芯浸入涂料池中1-3秒后，取出。将砂芯放入烘烤炉中，在150-170℃烘干，覆膜砂固化完毕即可。本发明采用的耐高温覆膜砂由以下重量份的原料组分制备：原砂100份，树脂粘结剂1-5份、固化剂10-15份、润滑剂5-7份、添加剂0.1-5份、铬铁矿砂29-33份。其中，二氧化三铝的含量大于或等于48%，二氧化硅的含量大于或等于48%，保证了覆膜砂具有较高的强度和耐火度。铬铁矿砂的加入，提高了覆膜砂的耐火度。润滑剂防止覆膜砂结块，有助于提高覆膜砂的强度和流动性，添加剂提高覆膜砂的固结强度和致密性，提高防沙效果，硅烷偶联剂促进树脂与砂粒表面的结合，提高覆膜砂的附着断裂强度。本发明提供一种解决耐热钢产品内腔缺陷的方法，可用于具有狭窄、复杂内腔的铸钢涡轮壳产品，且具有较高的耐火度，从根本上解决了高温下钢水对砂芯的侵蚀，导致铸件内腔出现大量的凸起和凹坑的难题，满足了涡轮壳流道结构复杂，精度要求高的技术要求，显著提高了产品的合格率。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例一一种解决耐热钢产品内腔缺陷的方法，包含以下步骤：S1：制芯：检查芯盒安装正确到位，设置制芯参数：气源压力0.5-0.7MPa，油泵压力2.5-5.0MPa，射砂压力0.5-0.7MPa，固化温度200-230℃，射砂时间4-6S，固化时间180S，排气时间5-9S，将芯盒合模，开启加热进行预热，向芯盒内加入耐高温覆膜砂，耐高温覆膜砂不能超过最高刻度线，不能低于最低刻度线，不许带入杂物，温度达到固化温度开模，吹净型腔，芯盒内腔表面均匀附着脱模剂，启动制芯循环程序开始制芯，开模后，手握牢砂芯平移一定距离取出砂芯，不磕碰砂芯；S2：打钻：检查砂芯，顶杆排气塞无凸起和分型线无毛刺；砂芯无多肉、缺肉，裂纹顶杆和分型线无芯刺，用油漆笔在直径为8mm的钻头上标记打钻的深度位置，即钻头至35mm和100mm的位置，流道芯打2钻，增压法兰芯头钻至35mm处，进气法兰芯头钻至100mm处，废气室芯打1钻，并掏空散砂；S3：堵钻孔口：用专用填料封堵钻孔口，专用填料由黑砂、膨润土、水混合制备而成，重量比黑砂：膨润土：水为20:5:1，使用时效为24h；S4：俢芯：用铸造用修补膏型号为QSH400H对钻孔口进行修补，流道芯蜗壳室部分用修补膏修绘一遍，流道芯钻孔处修绘平整，防止掉砂，废气室芯先填充烘干砂，再用专用填料堵实，修补平整防止掉砂；S5：粘涂料：流道芯浸涂料型号QSH400H，波美度80-82，手持流道芯芯头，安装芯头防护工装，将砂芯浸没至芯头边缘处，浸入涂料池中，1-3S后，取出；废气室芯浸涂料型号1002-05，波美度76-78，手持废气芯芯头，安装芯头防护工装，将砂芯浸没至圆槽处，浸入涂料池中，1-3S后，取出；砂芯避免流痕、积瘤，定位芯头无涂料；S6：烘烤：将砂芯放入烘烤炉中，砂芯上涂料后须单个摆放，不允许相互接触、磕碰，避免涂层破损，烘烤炉运转速率为50HZ，在150-170℃烘干即可。实施例二本实施例提供了一种耐高温覆膜砂，由以下重量份的原料组分制备：原砂100份，树脂粘结剂1份、固化剂10份、润滑剂5份、添加剂0.1份、铬铁矿砂29份。所述耐高温覆膜砂中二氧化三铝的含量大于或等于48%，二氧化硅的含量大于或等于48%。所述树脂粘结剂为固态热塑性酚醛树脂和液态热固性酚醛树脂的混合物，质量比固态热塑性酚醛树脂：液态热固性酚醛树脂为1：3。所述固化剂为质量分数为40%~50%的乌洛托品水溶液。所述润滑剂为硬质酸钙和硬脂酸铣铵的混合物，质量比硬质酸钙：硬脂酸铣铵为1:2.5。所述添加剂为聚乙烯醇缩甲醛、硅烷偶联剂和苯甲酸，质量比聚乙烯醇缩甲醛：硅烷偶联剂：苯甲酸为1:0.5:2.2。所述耐高温覆膜砂的制备方法，包含如下制备步骤：S1：将原砂和烙铁矿砂在烘箱中150－180℃范围内加热1小时后，加入混砂机中混砂1min后，加入铬铁矿砂，继续混砂3min；S2：将添加剂和树脂粘结剂混合后，加入步骤S1中的混砂机中，进行混制，直至混砂机温度降至100℃；S3：向步骤S2的混砂机中加入固化剂，混砂2min；S4：向步骤S3的混砂机中加入润滑剂，混砂15min，得到混合物；S5：将步骤S4得到的混合物快速冷却至3-5℃后，破碎，过筛，待混合物温度升至室温后，再次过筛，即得耐高温覆膜砂。实施例三本实施例提供了一种耐高温覆膜砂，由以下重量份的原料组分制备：原砂100份，树脂粘结剂2份、固化剂11份、润滑剂5.5份、添加剂1份、铬铁矿砂29份。所述耐高温覆膜砂中二氧化三铝的含量大于或等于48%，二氧化硅的含量大于或等于48%，三氧化二铁和二氧化硅的含量均小于或等于5%。所述树脂粘结剂为固态热塑性酚醛树脂和液态热固性酚醛树脂的混合物，质量比固态热塑性酚醛树脂：液态热固性酚醛树脂为1：3.5。所述固化剂为质量分数为40%~50%的乌洛托品水溶液。所述润滑剂为硬质酸钙和硬脂酸铣铵的混合物，质量比硬质酸钙：硬脂酸铣铵为1:2.8。所述添加剂为聚乙烯醇缩甲醛、硅烷偶联剂和苯甲酸，质量比聚乙烯醇缩甲醛：硅烷偶联剂：苯甲酸为1:0.6:3。所述耐高温覆膜砂的制备方法，同实施例二。实施例四本实施例提供了一种耐高温覆膜砂，由以下重量份的原料组分制备：原砂100份，树脂粘结剂3份、固化剂12份、润滑剂5.5份、添加剂2份、铬铁矿砂30份。所述耐高温覆膜砂中二氧化三铝的含量大于或等于48%，二氧化硅的含量大于或等于48%。所述树脂粘结剂为固态热塑性酚醛树脂和液态热固性酚醛树脂的混合物，质量比固态热塑性酚醛树脂：液态热固性酚醛树脂为1：4。所述固化剂为质量分数为40%~50%的乌洛托品水溶液。所述润滑剂为硬质酸钙和硬脂酸铣铵的混合物，质量比硬质酸钙：硬脂酸铣铵为1:3。所述添加剂为聚乙烯醇缩甲醛、硅烷偶联剂和苯甲酸，质量比聚乙烯醇缩甲醛：硅烷偶联剂：苯甲酸为1:0.6:3.5。所述耐高温覆膜砂的制备方法，同实施例二。实施例五本实施例提供了一种耐高温覆膜砂，由以下重量份的原料组分制备：原砂100份，树脂粘结剂4份、固化剂13份、润滑剂6份、添加剂3份、铬铁矿砂31份。所述耐高温覆膜砂中二氧化三铝的含量大于或等于48%，二氧化硅的含量大于或等于48%。所述树脂粘结剂为固态热塑性酚醛树脂和液态热固性酚醛树脂的混合物，质量比固态热塑性酚醛树脂：液态热固性酚醛树脂为1：4.5。所述固化剂为质量分数为40%~50%的乌洛托品水溶液。所述润滑剂为硬质酸钙和硬脂酸铣铵的混合物，质量比硬质酸钙：硬脂酸铣铵为1:4。所述添加剂为聚乙烯醇缩甲醛、硅烷偶联剂和苯甲酸，质量比聚乙烯醇缩甲醛：硅烷偶联剂：苯甲酸为1:0.6:3.5。所述耐高温覆膜砂的制备方法，同实施例二。实施例六本实施例提供了一种耐高温覆膜砂，包含的原料组分和重量份数同实施例五，与实施例五不同的是，本实施例中，添加剂为聚乙烯醇缩甲醛、硅烷偶联剂和苯甲酸，质量比聚乙烯醇缩甲醛：硅烷偶联剂：苯甲酸为1:0.6:3。所述耐高温覆膜砂的制备方法，同实施例二。实施例七本实施例提供了一种耐高温覆膜砂，由以下重量份的原料组分制备：原砂100份，树脂粘结剂5份、固化剂14份、润滑剂7份、添加剂4份、铬铁矿砂33份。所述耐高温覆膜砂中二氧化三铝的含量大于或等于48%，二氧化硅的含量大于或等于48%。所述树脂粘结剂为固态热塑性酚醛树脂和液态热固性酚醛树脂的混合物，质量比固态热塑性酚醛树脂：液态热固性酚醛树脂为1：5。所述固化剂为质量分数为40%~50%的乌洛托品水溶液。所述润滑剂为硬质酸钙和硬脂酸铣铵的混合物，质量比硬质酸钙：硬脂酸铣铵为1:3.5。所述添加剂为聚乙烯醇缩甲醛、硅烷偶联剂和苯甲酸，质量比聚乙烯醇缩甲醛：硅烷偶联剂：苯甲酸为1:0.8:3.5。所述耐高温覆膜砂的制备方法，同实施例二。实施例八本实施例提供了一种耐高温覆膜砂，由以下重量份的原料组分制备：原砂100份，树脂粘结剂5份、固化剂15份、润滑剂7份、添加剂5份、铬铁矿砂33份。所述耐高温覆膜砂中二氧化三铝的含量大于或等于48%，二氧化硅的含量大于或等于48%。所述树脂粘结剂为固态热塑性酚醛树脂和液态热固性酚醛树脂的混合物，质量比固态热塑性酚醛树脂：液态热固性酚醛树脂为1：5。所述固化剂为质量分数为40%~50%的乌洛托品水溶液。所述润滑剂为硬质酸钙和硬脂酸铣铵的混合物，质量比硬质酸钙：硬脂酸铣铵为1:4。所述添加剂为聚乙烯醇缩甲醛、硅烷偶联剂和苯甲酸，质量比聚乙烯醇缩甲醛：硅烷偶联剂：苯甲酸为1:0.8:3.5。所述耐高温覆膜砂的制备方法，同实施例二。对比例一本实施例提供了一种耐高温覆膜砂的制备方法，包含的原料组分和重量份数同实施例二，步骤同实施例二，但与实施例二不同的是，本对比例的原料和步骤中均未添加铬铁矿砂。对比例二本实施例提供了一种耐高温覆膜砂的制备方法，包含的原料组分和重量份数同实施例二，步骤同实施例二，但与实施例二不同的是，本对比例的原料和步骤中均未加添加剂。对比例三本实施例提供了一种耐高温覆膜砂的制备方法，包含的原料组分和重量份数同实施例二，步骤同实施例二，但与实施例二不同的是，本对比例步骤S1为：将原砂和烙铁矿砂加入混砂机中混砂1min后，加入铬铁矿砂，继续混砂3min。对比例四本实施例提供了一种耐高温覆膜砂的制备方法，包含的原料组分和重量份数同实施例二，步骤同实施例二，但与实施例二不同的是，本对比例步骤S5为：将步骤S4得到的混合物冷却至室温后，破碎，过筛，即得耐高温覆膜砂。耐高温覆膜砂性能测试：表1耐高温覆膜砂的技术要求检测项目标准值常温抗弯强度，MPa（232±5℃，2min）≥7.5常温抗拉强度，MPa（232±5℃，2min）≥3.7热态抗弯强度，MPa（232±5℃，2min）≥3.8灼烧减量，%（1000℃，30min）≤2.6熔点，℃（60-130℃,1min）95-105粒度或AFS值60-67三筛集中度（%）≥80.0发气量，ml/g（850℃，3min）≤14.5表2实施例与对比例的测试结果常温抗弯强度MPa常温抗拉强度MPa热态抗弯强度MPa灼烧减量%熔点℃粒度或AFS值三筛集中度%发气量ml/g实施例二8.44.244.282.40986285.213.1实施例三8.84.354.372.33996185.812.8实施例四8.44.264.302.34996385.313.0实施例五8.54.254.282.38976385.513.0实施例六8.74.334.352.34996185.612.8实施例七8.54.284.332.41986285.312.9实施例八8.64.254.282.37986285.213.1对比例一7.33.653.682.57836581.114.7对比例二7.23.303.522.68926681.215.0对比例三7.43.763.792.74966979.515.8对比例四7.23.333.542.54956979.114.5表1给出了耐高温覆膜砂的技术要求，表2给出了本发明实施例和对比例的耐高温覆膜砂的测试结果，结合表1和表2可以看出，本发明实施例的测试结果全部符合技术要求，综合性能优异，说明本发明耐高温覆膜砂的配方合理，和工艺适配性好。对比例一没有添加铬铁矿砂，耐高温覆膜砂的熔点下降明显，说明铬铁矿砂可以有效提高耐高温覆膜砂的耐火度。对比例二没有加入添加剂，耐高温覆膜砂的抗弯强度、抗拉强度均明显下降，说明添加剂对耐高温覆膜砂的机械强度有着重要的影响；对比例三没有将原砂和铬铁矿砂进行加热，耐高温覆膜砂的发气量和灼烧减量检测数值较高，说明加热有利于有机物和水分从原砂和铬铁矿砂的表面剥离，能够减少耐高温覆膜砂的照烧减量和发气量。对比例三没有将原砂和铬铁矿砂进行加热，对比例四未将混合物快速冷却，耐高温覆膜砂的三晒集中度均明显下降，粒度较大，说明本发明的耐高温覆膜砂的制备方法先将原砂和铬铁矿砂加热，加快分子间的运动速率，使混合效果更好，在混砂机上充分混砂后，先将混合物快速冷却，颗粒较小，杂质少，增强分子间的固结强度，恢复至室温后，再次过筛，二次过筛，提高耐高温覆膜砂的纯度。采用本发明制备的耐高温覆膜砂制备的砂芯，性能稳定，且具有较高的耐火度，从根本上解决了高温下钢水对砂芯的侵蚀，导致铸件内腔出现大量的凸起和凹坑的难题，浇注过程中，不析出气体，铸件无气体缺陷，满足了涡轮壳流道结构复杂，精度要求高的技术要求，显著提高了产品的合格率。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。当前第1页1 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