一种双相不锈钢连接销-销轴的铸造方法和应用与流程

本发明属于海洋工程设备，具体涉及一种双相不锈钢连接销-销轴的铸造方法和应用。

背景技术：

1、海洋工程装备、海上漂浮平台等大型海上设备，体积一般较大，结构较复杂，若像船舶一样采用整体焊接结构，则会承受中拱弯曲和中垂弯曲的影响，因此通常被设计成由多个模块通过连接销连接而成。多模块之间的连接销一般受载较大、是较易损伤的薄弱环节。销轴联接是常用联接型式之一，既可静态固定连接，亦可与被连接件做相对运动，用于两零件的铰接处，构成铰链连接，通常用开口销锁定，具有工作可靠、拆卸方便、承载能力大等优点。

2、在海上这种恶劣腐蚀的环境中，连接销轴要承受巨大的波浪载荷，作为连接装置的主要受力构件，其结构强度是平台承受工作载荷能力的关键。普通铸造的方法生产的销轴，会因成分偏析和缺陷夹杂而出现点蚀，表现出易腐蚀、生锈的弊端，还会出现表面缺陷或者内部缺陷引起的力学强度不足，或者生产成本较高等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对上述技术问题，提供一种双相不锈钢连接销-销轴的铸造方法，在高速旋转的离心力作用下进行浇注，所得销轴铸件组织结构致密，机械性能好。

2、本发明技术方案中双相不锈钢连接销-销轴的铸造方法，包括熔炼钢水、浇注到高速旋转的铸型中，冷却后取出铸件，快速放入热处理炉中，热处理后快速冷却。

3、将熔炼后的双相不锈钢金属液，注入到高速旋转的铸型内，使其在离心力的作用下充满铸型，钢液补缩效果较好，所得销轴铸件组织结构致密，表面和内部发生缺陷的可能性大大减小，机械性能好，整体强度高，且铸件不需浇冒口，金属利用率提高，降低了生产成本。

4、进一步地，熔炼钢水所用的双相不锈钢材料，包括如下质量百分含量的组分：c0.01～0.03％、si 0.50～1.0％、mn 0.50～2.0％、p≤0.035％、s≤0.025％、cr 20～30％、mo 2.0～5.0％、ni 4.0～8.0％、n 0.1～0.3％、cu≤0.5，余量为铁及其他不可避免的元素。

5、进一步地，熔炼钢水所用的不锈钢材料，包括如下质量百分含量的组分：c0.02～0.03％、si 0.50～0.80％、mn 0.80～1.20％、p≤0.030％、s≤0.020％、cr 21～27％、mo2.5～4.0％、ni 4.5～7.0％、n 0.1～0.2％、cu≤0.2，余量为铁及其他不可避免的元素。

6、进一步地，熔炼温度为1450～1520℃。

7、进一步地，浇注温度为1550～1580℃。

8、进一步地，铸型旋转的速度为750～850rpm/min。

9、进一步地，浇注前铸型预热至280～350℃。

10、进一步地，铸型温度冷却至900～1000℃时取出铸件。

11、进一步地，热处理炉预先升温至950～1000℃。

12、铸件取出后快速放入预先升温的热处理炉中，既节省了时间和能源，又可以避免双相钢在800～950℃之间由于冷却不足而析出有害相“σ相”，有助于获得合格铸件。

13、进一步地，热处理温度为1100～1150℃，时间为1～5h。

14、作为优选，铸件放入热处理炉后，热处理炉以≤70℃/h的升温速率升温至热处理温度，并按照48～52mm/h控制保温时间。

15、作为优选，快速冷却是将铸件快速放入流动水中，控制时间为30～40s，水流搅拌速度≥0.8米/s。

16、本发明还提供一种双相不锈钢连接销-销轴，由上述双相不锈钢连接销-销轴的铸造方法制备得到。

17、本发明还提供上述双相不锈钢连接销-销轴在海上漂浮平台中的应用。

18、相比现有技术，本发明的技术方案具有如下有益效果：

19、(1)本发明制备双相不锈钢连接销-销轴时，在高速旋转的离心力作用下进行浇注，浇注得到铸件，取出后快速放入预先升温的热处理炉中，最终得到结构致密，机械性能好的销轴铸件；

20、(2)熔炼后的双相不锈钢金属液，在离心力的作用下充满铸型时，钢液补缩效果较好，所得销轴铸件表面和内部发生缺陷的可能性大大减小，组织结构致密，机械性能好，整体强度高；

21、(3)所得双相不锈钢连接销-销轴铸件不需浇冒口，金属利用率提高，降低了生产成本；

22、(4)铸件取出后快速放入预先升温的热处理炉中，既节省了时间和能源，又可以避免双相钢在800～950℃之间由于冷却不足而析出有害相“σ相”，有助于获得合格铸件；

23、(5)本发明制备双相不锈钢连接销-销轴的方法，可用于生产双相不锈钢圆柱类、圆柱类、圆筒类铸件，具有节省材料、节约能耗、高效益的优势。

技术特征：

1.一种双相不锈钢连接销-销轴的铸造方法，其特征在于，包括熔炼钢水、浇注到高速旋转的铸型中，冷却后取出铸件，快速放入热处理炉中，热处理后快速冷却。

2.根据权利要求1所述的铸造方法，其特征在于，熔炼钢水所用的双相不锈钢材料，包括如下质量百分含量的组分：c 0.01～0.03％、si 0.50～1.0％、mn0.50～2.0％、p≤0.035％、s≤0.025％、cr 20～30％、mo 2.0～5.0％、ni 4.0～8.0％、n0.1～0.3％、cu≤0.5，余量为铁及其他不可避免的元素。

3.根据权利要求1所述的铸造方法，其特征在于，浇注温度为1550～1580℃。

4.根据权利要求1所述的铸造方法，其特征在于，铸型旋转的速度为750～850rpm/min。

5.根据权利要求1所述的铸造方法，其特征在于，浇注前铸型预热至280～350℃。

6.根据权利要求1所述的铸造方法，其特征在于，铸型温度冷却至900～1000℃时取出铸件。

7.根据权利要求1所述的铸造方法，其特征在于，热处理炉预先升温至950～1000℃。

8.根据权利要求1所述的铸造方法，其特征在于，热处理温度为1100～1150℃，时间为1～5h。

9.一种双相不锈钢连接销-销轴，其特征在于，由权利要求1所述的铸造方法制备得到。

10.如权利要求9所述的双相不锈钢连接销-销轴在海上漂浮平台中的应用。

技术总结
本发明属于海洋工程设备技术领域，具体涉及一种双相不锈钢连接销‑销轴的铸造方法和应用。所述双相不锈钢连接销‑销轴的铸造方法，包括熔炼钢水、浇注到高速旋转的铸型中，冷却后取出铸件，快速放入热处理炉中，热处理后快速冷却。熔炼钢水选用双相不锈钢材料，在高速旋转的离心力作用下进行浇注，浇注得到铸件，取出后快速放入预先升温的热处理炉中，最终得到结构致密，机械性能好的销轴铸件。

技术研发人员：熊六一,陈娟,周小波,朱伟,魏红星,傅明康,李凌羽
受保护的技术使用者：宁波日月精华精密制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17