專利名稱：一種用于－41℃～－75℃低溫氣體壓縮機(jī)械的高鎳球鐵承壓部件的鑄造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐低溫球鐵鑄造方法，具體地說(shuō)是涉及一種適用于-41 °C至-75°C之間工作溫度的低溫氣體壓縮機(jī)械的高鎳球鐵承壓部件的鑄造方法。
背景技術(shù)：
低溫氣體壓縮機(jī)械承壓部件的進(jìn)氣溫度為_(kāi)75°C，排氣溫度為_(kāi)41°C至_48°C，吸排氣壓力范圍在O. 2^1. 6MPa之間，要求承壓部件在-75°C的低溫工況下有很高的沖擊韌性。對(duì)氣體承壓部件的材料要求特殊，如何使其能在惡劣的氣候環(huán)境中具有良好的耐低溫脆斷性、耐腐蝕性、較高的延伸率、承壓性，同時(shí)具有很小的線性膨脹系數(shù)和很高的低溫沖擊韌性，是低溫氣體壓縮機(jī)械承壓部件制造的關(guān)鍵?，F(xiàn)行的常溫氣體壓縮機(jī)械部件材質(zhì)主要是灰鑄鐵、合金鑄鐵以及普通球墨鑄鐵， 由于在抗氧化、耐低溫脆斷性等方面的缺陷，無(wú)法滿足低溫氣體壓縮機(jī)械的使用工況。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于一 41°C 一 75°C低溫氣體壓縮機(jī)械的高鎳球鐵承壓部件的鑄造方法，使用本發(fā)明鑄造方法鑄造的高鎳球鐵承壓部件能夠滿足一41°C 一 75°C低溫氣體壓縮機(jī)械的使用工況。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明用于一 41°C 一 75°C低溫氣體壓縮機(jī)械的高鎳球鐵承壓部件的鑄造方法包括以下步驟
與所述承壓部件的形狀、構(gòu)造相應(yīng)的造型制芯的步驟；
對(duì)鑄造所述承壓部件用金屬材料進(jìn)行熔煉的步驟；
對(duì)熔煉后所得金屬熔液進(jìn)行爐前球化、爐前孕育的步驟；
把爐前球化、爐前孕育后所得的金屬熔液在造型制芯后所得砂型內(nèi)進(jìn)行澆注的步驟，澆注步驟包括隨流孕育和瞬時(shí)孕育的步驟；
對(duì)澆注后的承壓部件進(jìn)行壓火打箱的步驟；
對(duì)所得承壓部件進(jìn)行除砂、清理、打磨及拋丸的步驟；
所述對(duì)鑄造所述承壓部件用金屬材料熔煉的步驟中的金屬材料為高純生鐵、廢鋼和電解鎳，重量份分別為40 45份、24 29份和26 29份，所述高純生鐵中C的含量> 4. 1%(重量百分比)、Si的含量< I. 0% (重量百分比)、Mn的含量< O. 08% (重量百分比)、P的含量彡O. 04% (重量百分比)、S的含量彡O. 02% (重量百分比)，所述廢鋼中C的含量彡O. 040%(重量百分比)、Si的含量為(O. 034 O. 036)% (重量百分比)、Mn的含量為(O. 11 O. 13)% (重量百分比)、P的含量< O. 02% (重量百分比)、S的含量< O. 01% (重量百分比)，所述電解鎳中鎳和鈷的含量> 99. 96% (重量百分比)，其中鈷的含量< O. 02% (重量百分比)；所述熔煉采用的設(shè)備為中頻感應(yīng)電爐，熔煉過(guò)程包括先把26 29重量份的電解鎳加到中頻感應(yīng)電爐爐底，再放入40 45重量份的高純生鐵通電熔煉，爐溫達(dá)到132(Tl350°C時(shí)投入24 29重量份廢鋼，升溫至156(T158(TC時(shí)，靜置10分鐘凈化所得金屬熔液；所述爐前球化、爐前孕育的步驟中選用的球化劑為稀土鎂合金球化劑，該稀土鎂合金球化劑的粒度為5 25，包底加入量為I. 6 1. 8重量份，選用的孕育劑為硅鍶孕育劑，硅鍶孕育劑的粒度為1(Γ20，包底加入量為O. Γ0. 3重量份；所述澆注步驟中的隨流孕育和瞬時(shí)孕育步驟中選用的孕育劑也為硅鍶孕育劑，隨流孕育硅鍶孕育劑加入量為O. 6^0. 9重量份，瞬時(shí)孕育硅鍶孕育劑加入量為O. f O. 15重量份。采用本發(fā)明的鑄造方法鑄造的用于一 41°C 一 75°C低溫氣體壓縮機(jī)械的高鎳球鐵承壓部件性能優(yōu)越，經(jīng)檢測(cè)各項(xiàng)性能指標(biāo)如下
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具體實(shí)施例方式本發(fā)明用于一 41°C 一 75°C低溫氣體壓縮機(jī)械的高鎳球鐵承壓部件的鑄造方法包括以下步驟
與所述承壓部件的形狀、構(gòu)造相應(yīng)的造型制芯的步驟。選用含硅量95%以上的呋喃樹(shù)脂自硬砂充型，制芯選用鉻鐵礦砂60%、高純度工業(yè)用碳化硅40%和呋喃樹(shù)脂攪拌而成，在適當(dāng)?shù)奈恢梅胖媚猃埻笟饫K，在熱節(jié)部位放置隨型冷鐵，砂型表面涂刷兩遍鋯英粉涂料，涂層厚度O. 8^1. 1mm，依據(jù)球鐵石墨化二次膨脹補(bǔ)縮原理在頂面設(shè)置相應(yīng)的出氣冒口，澆注系統(tǒng)直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道的尺寸比例為6:9:4，演箱檢驗(yàn)各部尺寸比例是否合適，合格后加封箱泥條合箱、夾緊，安放帶擋臟板、水口堵的澆口杯，安放二次隨流孕育漏斗，放入相應(yīng)比例的孕育劑，等待澆注。對(duì)鑄造所述承壓部件用金屬材料進(jìn)行熔煉的步驟；
對(duì)熔煉后所得金屬熔液進(jìn)行爐前球化、爐前孕育的步驟；
把爐前球化、爐前孕育后所得的金屬熔液在造型制芯后所得砂型內(nèi)進(jìn)行澆注的步驟，澆注步驟包括隨流孕育和瞬時(shí)孕育的步驟；
澆注采用專用球鐵包，壓包方法為先加入球化劑、孕育劑，再加專用球鐵屑覆蓋搗實(shí)，采用凹坑沖入法，先出60%鐵水，待反應(yīng)結(jié)束后再出40%鐵水進(jìn)行二次爐前孕育、打臟，澆注溫度控制在147(Tl490°C之間，澆注時(shí)做隨流孕育，引火引氣。對(duì)澆注后的承壓部件進(jìn)行壓火打箱的步驟。3噸以下的承壓部件壓火48小時(shí)開(kāi)箱，3. 5^7噸的承壓部件壓火72小時(shí)開(kāi)箱，7噸以上的承壓部件壓火96小時(shí)開(kāi)箱。對(duì)所得承壓部件進(jìn)行除砂、清理、打磨及拋丸的步驟；
所述對(duì)鑄造所述承壓部件用金屬材料熔煉的步驟中的金屬材料為高純生鐵、廢鋼和電解鎳，重量份分別為40 45份、24 29份和26 29份，所述高純生鐵中C的含量> 4. 1%(重量百分比)、Si的含量< I. 0% (重量百分比)、Mn的含量< O. 08% (重量百分比)、P的含量彡O. 04% (重量百分比)、S的含量彡O. 02% (重量百分比)，所述廢鋼中C的含量彡O. 040%(重量百分比)、Si的含量為(O. 034 O. 036)% (重量百分比)、Mn的含量為(O. 11 O. 13)% (重量百分比)、P的含量< O. 02% (重量百分比)、S的含量< O. 01% (重量百分比)，所述電解鎳中鎳和鈷的含量> 99. 96% (重量百分比)，其中鈷的含量< O. 02% (重量百分比)；所述熔煉采用的設(shè)備為中頻感應(yīng)電爐，熔煉過(guò)程包括先把26 29重量份的電解鎳加到中頻感應(yīng)電爐爐底，再放入40 45重量份的高純生鐵通電熔煉，爐溫達(dá)到132(Tl350°C時(shí)投入24 29重量份廢鋼，升溫至156(T158(TC時(shí)，靜置10分鐘凈化所得金屬熔液；所述爐前球化、爐前孕育的步驟中選用的球化劑為稀土鎂合金球化劑，該稀土鎂合金球化劑的粒度為5 25，包底加入量為I. 6 1. 8重量份，選用的孕育劑為硅鍶孕育劑，硅鍶孕育劑的粒度為1(Γ20，包底加入量為O. Γ0. 3重量份；所述澆注步驟中的隨流孕育和瞬時(shí)孕育步驟中選用的孕育劑也為硅鍶孕育劑，隨流孕育硅鍶孕育劑加入量為O. 6^0. 9重量份，瞬時(shí)孕育硅鍶孕育劑加入量為O. f O. 15重量份。采用本發(fā)明的鑄造方法鑄造的用于一 41°C 一 75°C低溫氣體壓縮機(jī)械的高鎳球鐵承壓部件經(jīng)檢測(cè)，性能優(yōu)越，主要性能指標(biāo)如下
權(quán)利要求
1.一種用于一 41°C 一 75°C低溫氣體壓縮機(jī)械的高鎳球鐵承壓部件的鑄造方法，包括以下步驟 與所述承壓部件的形狀、構(gòu)造相應(yīng)的造型制芯的步驟； 對(duì)鑄造所述承壓部件用金屬材料進(jìn)行熔煉的步驟； 對(duì)熔煉后所得金屬熔液進(jìn)行爐前球化、爐前孕育的步驟； 把爐前球化、爐前孕育后所得的金屬熔液在造型制芯后所得砂型內(nèi)進(jìn)行澆注的步驟，澆注步驟包括隨流孕育和瞬時(shí)孕育的步驟； 對(duì)澆注后的承壓部件進(jìn)行壓火打箱的步驟； 對(duì)所得承壓部件進(jìn)行除砂、清理、打磨及拋丸的步驟； 其特征在于所述對(duì)鑄造所述承壓部件用金屬材料熔煉的步驟中的金屬材料為高純生鐵、廢鋼和電解鎳，重量份分別為40 45份、24 29份和26 29份，所述高純生鐵中C的含量> 4. 1% (重量百分比)、Si的含量< I. 0% (重量百分比)、Mn的含量< O. 08% (重量百分比)、P的含量彡O. 04% (重量百分比)、S的含量彡O. 02% (重量百分比)，所述廢鋼中C的含量彡O. 040% (重量百分比)、Si的含量為(O. 034 O. 036) % (重量百分比)、Mn的含量為(O. 11 O. 13)% (重量百分比)、P的含量< O. 02% (重量百分比)、S的含量< O. 01% (重量百分比)，所述電解鎳中鎳和鈷的含量> 99. 96%(重量百分比)，其中鈷的含量< O. 02%(重量百分t匕)；所述熔煉采用的設(shè)備為中頻感應(yīng)電爐，熔煉過(guò)程包括先把26 29重量份的電解鎳加到中頻感應(yīng)電爐爐底，再放入40 45重量份的高純生鐵通電熔煉，爐溫達(dá)到132(Tl350°C時(shí)投入24 29重量份廢鋼，升溫至156(T158(TC時(shí)，靜置10分鐘凈化所得金屬熔液；所述爐前球化、爐前孕育的步驟中選用的球化劑為稀土鎂合金球化劑，該稀土鎂合金球化劑的粒度為5 25，包底加入量為I. 6^1. 8重量份，選用的孕育劑為硅鍶孕育劑，硅鍶孕育劑的粒度為1(Γ20，包底加入量為O. f O. 3重量份；所述澆注步驟中的隨流孕育和瞬時(shí)孕育步驟中選用的孕育劑也為硅鍶孕育劑，隨流孕育硅鍶孕育劑加入量為O. 6^0. 9重量份，瞬時(shí)孕育硅鍶孕育劑加入量為O. Γ0. 15重量份。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于-41℃～-75℃低溫氣體壓縮機(jī)械的高鎳球鐵承壓部件的鑄造方法，本發(fā)明方法包括造型制芯、熔煉、爐前球化、爐前孕育、澆注、壓火打箱、除砂、清理、打磨及拋丸的步驟。熔煉的步驟中的金屬材料為高純生鐵、廢鋼和電解鎳，重量份分別為40～45份、24～29份和26～29份，熔煉過(guò)程為先把26～29重量份的電解鎳加到中頻感應(yīng)電爐爐底，再放入40～45重量份的高純生鐵通電熔煉，爐溫達(dá)到1320～1350℃時(shí)投入24～29重量份廢鋼，升溫至1560～1580℃時(shí)，靜置10分鐘凈化所得金屬熔液。使用本發(fā)明鑄造方法鑄造的高鎳球鐵承壓部件能夠滿足-41℃～-75℃低溫氣體壓縮機(jī)械的使用工況。
文檔編號(hào)B22D25/00GK102814488SQ20121034376
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者穆尚軍, 金鑫, 耿麗鑫, 蘇紅 申請(qǐng)人:遼寧遠(yuǎn)宇重工機(jī)械有限公司