用于铸造耐磨离心缸的铸造材料及其铸造工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属铸造技术领域，具体地说涉及一种用于铸造耐磨离心缸的铸造材料及其铸造工艺。
【背景技术】
[0002]离心缸是一种薄壁环形多孔部件，因为使用环境恶劣，其对用于铸造离心缸的材料提出了比较特殊的要求，不仅要求其有较高的塑性和较高的强度，而且要求其具有较高的耐磨性，但目前用普通铸造材料所铸造的离心缸的综合机械性能差，塑性和强度较差，耐磨性能不足，目前，使用常规的铸造材料所铸造的离心缸的使用寿命为I?2天，其破坏形式主要是磨损，表明普通的铸造材料所铸造的离心缸耐磨性能不足。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供种一种用于铸造耐磨离心缸的铸造材料及其铸造工艺。不仅在塑性和强度上达到了技术要求，而且大大提高了离心缸的耐磨性能，从而提高离心缸的综合机械性能，延长离心缸的使用寿命。
[0004]为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案:
一种用于铸造耐磨离心缸的铸造材料，以铁为主要原料，并配以碳、硅、锰、硫、磷、铬、钼、镍、铜为辅助原料，配制后熔炼铸造而成，其特征在于，熔液中各化学成分重量百分数具体为:C 0.32 ?0.4% ;Si 0.6 ?0.8%, Mn 1.7 ?2.0%，S<0.010%, P<0.02%, Cr 1.4 ?1.7%, Ni 0.9 ?1.1%, Mo 0.6 ?0.8%, Cu 2.0 ?3.0%，余量为 Fe。
[0005]作为对上述技术方案的改进，上述用于铸造耐磨离心缸的铸造材料中，各化学成分重量百分数具体为 C 0.36% ；Si 0.7%, Mn 1.8%, S<0.010%, P<0.02%, Cr 1.5%, Ni1.0%, Mo 0.7%, Cu 2.5%，余量为 Fe。
[0006]本发明一并提供了使用本发明的铸造材料铸造耐磨离心缸的铸造工艺，该铸造工艺的步骤为:
(I )、以型砂和芯砂为造型材料制成铸型，在制作铸型前，先将造型材料中的型砂置于烘炉中进行烘干；
(2)、选择铸造配料，包括回炉铁、铁肩和废钢，并将铸造配料进行火焰烘烤，所述废钢为碳素钢或低碳钢，所述铁肩为铸铁废料；
(3)、将火焰烘烤后的铸造配料中的回炉铁、铁肩及废钢依次装入中频真空感应炉中熔炼为原铁液，装入铸造配料时按照下紧上松的原则逐层加入电炉中，熔炼温度为1450°C，并在原铁液中加入铜，使铜的化学成分重量百分数为2.0?3.0% ;熔炼过程中逐步增大电路功率，并经常进行捣料操作；
(4)、步骤(3)中的原铁液在出炉前向电炉内加入以Cr为主、Ni为辅的预处理剂，使之符合铸造铁水化学成分重量百分数为:C 0.32?0.4% ；Si 0.6?0.8%, Mn 1.7?2.0%,S〈0.010%, Ρ〈0.02%, Cr 1.4 ?1.7%, Ni 0.9 ?1.1%, Mo 0.6 ?0.8% ；Cu 2.0 ?3.0% ； (5)、向步骤(4)中扒渣后的原铁液中加入孕育剂进行第一次孕育处理，随后将原铁液倒入浇口杯中，并向浇口杯中加入硫氧孕育剂进行第二次孕育处理，两次孕育处理结束后再次在原铁液上撒布珍珠岩造渣以净化原铁液并立刻扒渣；
(6)、将步骤(5)中扒渣后的原铁液在浇口杯中静置一段时间后在步骤(I)中制成的铸型中浇注，浇注温度为1350?1450°C ；
(7)、保温冷却后取出铸件，然后去除浇冒口，将所制得的铸件依次进行650°C淬火，保温3小时，温度升到1020°C保温2小时，温度降到980°C保温8小时后空冷至室温，然后经回火480°C保温10小时后空冷至室温，其升温速率都为50°C /h ;
(8)、将步骤(7)中处理后的铸件经喷丸清理和机械加工得到离心缸成品，并检验入库。
[0007]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
选取本发明的用于铸造耐磨离心缸的铸造材料并配合本发明所提供的铸造工艺，所制得的离心缸的使用寿命从原来的I?2天提高到4?5天，离心缸不仅在塑性和强度上达到了技术要求，而且大大提高了离心缸的耐磨性能，从而提高离心缸的综合机械性能，延长离心缸的使用寿命。
【具体实施方式】
[0008]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体的实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定发明。
[0009]实施例一
(I )、以型砂和芯砂为造型材料制成铸型，在制作铸型前，先将造型材料中的型砂置于烘炉中进行烘干；
(2)、选择铸造配料，包括回炉铁、铁肩和废钢，并将铸造配料进行火焰烘烤，所述废钢为碳素钢或低碳钢，所述铁肩为铸铁废料；
(3)、将火焰烘烤后的铸造配料中的回炉铁、铁肩及废钢依次装入中频真空感应炉中熔炼为原铁液，装入铸造配料时按照下紧上松的原则逐层加入电炉中，熔炼温度为1450°C，并在原铁液中加入铜，使铜的化学成分重量百分数为2.0% ;熔炼过程中逐步增大电路功率，并经常进行捣料操作；
(4)、步骤(3)中的原铁液在出炉前向电炉内加入以Cr为主、Ni为辅的预处理剂，使之符合铸造铁水化学成分重量百分数为:C 0.32% ；Si 0.6%，Mn 1.7?2.0%，S<0.010%,Ρ〈0.02%, Cr 1.4%, Ni 0.9%, Mo 0.6% ；Cu 2.0% ；
(5)、向步骤(4)中扒渣后的原铁液中加入孕育剂进行第一次孕育处理，随后将原铁液倒入浇口杯中，并向浇口杯中加入硫氧孕育剂进行第二次孕育处理，两次孕育处理结束后再次在原铁液上撒布珍珠岩造渣以净化原铁液并立刻扒渣；
(6)、将步骤(5)中扒渣后的原铁液在浇口杯中静置一段时间后在步骤(I)中制成的铸型中浇注，浇注温度为1350°C ；
(7)、保温冷却后取出铸件，然后去除浇冒口，将所制得的铸件依次进行650°C淬火，保温3小时，温度升到1020°C保温2小时，温度降到980°C保温8小时后空冷至室温，然后经回火480°C保温10小时后空冷至室温，其升温速率都为50°C /h ; (8)、将步骤(7)中处理后的铸件经喷丸清理和机械加工得到离心缸成品，并检验入库。
[0010]实施例二:
(I )、以型砂和芯砂为造型材料制成铸型，在制作铸型前，先将造型材料中的型砂置于烘炉中进行烘干；
(2)、选择铸造配料，包括回炉铁、铁肩和废钢，并将铸造配料进行火焰烘烤，所述废钢为碳素钢或低碳钢，所述铁肩为铸铁废料；
(3)、将火焰烘烤后的铸造配料中的回炉铁、铁肩及废钢依次装入中频真空感应炉中熔炼为原铁液，装入铸造配料时按照下紧上松的原则逐层加入电炉中，熔炼温度为1450°C，并在原铁液中加入铜，使铜的化学成分重量百分数为3.0% ;熔炼过程中逐步增大电路功率，并经常进行捣料操作；
(4)、步骤(3)中的原铁液在出炉前向电炉内加入以Cr为主、Ni为辅的预处理剂，使之符合铸造铁水化学成分重量百分数为:C 0.4% ；Si 0.8%, Mn 2.0%, S<0.010%, P<0.02%,Cr 1.7%, Ni 1.1%, Mo 0.8% ；Cu 3.0% ；
(5)、向步骤(4)中扒渣后的原铁液中加入孕育剂进行第一次孕育处理，随后将原铁液倒入浇口杯中，并向浇口杯中加入硫氧孕育剂进行第二次孕育处理，两次孕育处理结束后再次在原铁液上撒布珍珠岩造渣以净化原铁液并立刻扒渣；
(6)、将步骤(5)中扒渣后的原铁液在浇口杯中静置一段时间后在步骤(I)中制成的铸型中浇注，浇注温度为1450°C ；
(7)、保温冷却后取出铸件，然后去除浇冒口，将所制得的铸件依次进行650°C淬火，保温3小时，温度升到1020°C保温2小时，温度降到980°C保温8小时后空冷至室温，然后经回火480°C保温10小时后空冷至室温，其升温速率都为50°C /h ;
(8)、将步骤(7)中处理后的铸件经喷丸清理和机械加工得到离心缸成品，并检验入库。
[0011]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于铸造耐磨离心缸的铸造材料，以铁为主要原料，并配以碳、硅、锰、硫、磷、铬、钼、镍、铜为辅助原料，配制后熔炼铸造而成，其特征在于，熔液中各化学成分重量百分数具体为:C 0.32?0.4%;Si 0.6 ?0.8%, Mn 1.7 ?2.0%，S<0.010%, P<0.02%, Cr1.4 ?1.7%, Ni 0.9 ?1.1%, Mo 0.6 ?0.8%, Cu 2.0 ?3.0%，余量为 Fe。
2.根据权利要求1所述的用于铸造耐磨离心缸的铸造材料，其特征在于:上述用于铸造耐磨离心缸的铸造材料中，各化学成分重量百分数具体为C 0.36% ；Si 0.7%，Mn 1.8%，S<0.010%, P<0.02%, Cr 1.5%, Ni 1.0%, Mo 0.7%, Cu 2.5%，余量为 Fe。
3.一种使用所述权利要求1或2所述的用于铸造耐磨离心缸的铸造材料铸造耐磨离心缸的铸造工艺，其特征在于:该铸造工艺的步骤为: (I )、以型砂和芯砂为造型材料制成铸型，在制作铸型前，先将造型材料中的型砂置于烘炉中进行烘干； (2)、选择铸造配料，包括回炉铁、铁肩和废钢，并将铸造配料进行火焰烘烤，所述废钢为碳素钢或低碳钢，所述铁肩为铸铁废料； (3)、将火焰烘烤后的铸造配料中的回炉铁、铁肩及废钢依次装入中频真空感应炉中熔炼为原铁液，装入铸造配料时按照下紧上松的原则逐层加入电炉中，熔炼温度为1450°C，并在原铁液中加入铜，使铜的化学成分重量百分数为2.0?3.0% ;熔炼过程中逐步增大电路功率，并经常进行捣料操作； (4)、步骤(3)中的原铁液在出炉前向电炉内加入以Cr为主、Ni为辅的预处理剂，使之符合铸造铁水化学成分重量百分数为:C 0.32?0.4% ；Si 0.6?0.8%, Mn 1.7?2.0%,S〈0.010%, Ρ〈0.02%, Cr 1.4 ?1.7%, Ni 0.9 ?1.1%, Mo 0.6 ?0.8% ；Cu 2.0 ?3.0% ； (5)、向步骤(4)中扒渣后的原铁液中加入孕育剂进行第一次孕育处理，随后将原铁液倒入浇口杯中，并向浇口杯中加入硫氧孕育剂进行第二次孕育处理，两次孕育处理结束后再次在原铁液上撒布珍珠岩造渣以净化原铁液并立刻扒渣； (6)、将步骤(5)中扒渣后的原铁液在浇口杯中静置一段时间后在步骤(I)中制成的铸型中浇注，浇注温度为1350?1450°C ； (7)、保温冷却后取出铸件，然后去除浇冒口，将所制得的铸件依次进行650°C淬火，保温3小时，温度升到1020°C保温2小时，温度降到980°C保温8小时后空冷至室温，然后经回火480°C保温10小时后空冷至室温，其升温速率都为50°C /h ; (8)、将步骤(7)中处理后的铸件经喷丸清理和机械加工得到离心缸成品，并检验入库。
【专利摘要】本发明公开了一种用于铸造耐磨离心缸的铸造材料及其铸造工艺，其经制成铸型，型砂烘干；选择铸造配料；将铸造配料装入中频真空感应炉中熔炼为原铁液；加入以Cr为主、Ni为辅的预处理剂，使铸造铁水符合铸造材料化学成分的要求；进行第一次孕育处理，再进行第二次孕育处理；浇注，浇注温度为1350～1450℃；保温冷却后取出铸件，然后去除浇冒口，进行淬火，退火处理；最后铸件经喷丸清理和机械加工得到离心缸成品，并检验入库。本发明所制得的离心缸不仅在塑性和强度上达到了技术要求，而且大大提高了离心缸的耐磨性能，从而提高离心缸的综合机械性能，延长离心缸的使用寿命。
【IPC分类】B22C9-02, B22C9-24, C22C38-58, C22C33-04
【公开号】CN104862611
【申请号】CN201510237777
【发明人】李献中
【申请人】河南省万隆精密铸造股份有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月12日