[发明专利]一种用于－41℃～－75℃低温气体压缩机械的高镍球铁承压部件的铸造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐低温球铁铸造方法，具体地说是涉及一种适用于-41℃至-75℃之间工作温度的低温气体压缩机械的高镍球铁承压部件的铸造方法。

背景技术

低温气体压缩机械承压部件的进气温度为-75℃，排气温度为-41℃至-48℃，吸排气压力范围在0.2~1.6MPa之间，要求承压部件在-75℃的低温工况下有很高的冲击韧性。对气体承压部件的材料要求特殊，如何使其能在恶劣的气候环境中具有良好的耐低温脆断性、耐腐蚀性、较高的延伸率、承压性，同时具有很小的线性膨胀系数和很高的低温冲击韧性，是低温气体压缩机械承压部件制造的关键。

现行的常温气体压缩机械部件材质主要是灰铸铁、合金铸铁以及普通球墨铸铁，由于在抗氧化、耐低温脆断性等方面的缺陷，无法满足低温气体压缩机械的使用工况。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于－41℃～－75℃低温气体压缩机械的高镍球铁承压部件的铸造方法，使用本发明铸造方法铸造的高镍球铁承压部件能够满足－41℃～－75℃低温气体压缩机械的使用工况。

为解决上述技术问题，本发明用于－41℃～－75℃低温气体压缩机械的高镍球铁承压部件的铸造方法包括以下步骤：

与所述承压部件的形状、构造相应的造型制芯的步骤；

对铸造所述承压部件用金属材料进行熔炼的步骤；

对熔炼后所得金属熔液进行炉前球化、炉前孕育的步骤；

把炉前球化、炉前孕育后所得的金属熔液在造型制芯后所得砂型内进行浇注的步骤，浇注步骤包括随流孕育和瞬时孕育的步骤；

对浇注后的承压部件进行压火打箱的步骤；

对所得承压部件进行除砂、清理、打磨及抛丸的步骤；

所述对铸造所述承压部件用金属材料熔炼的步骤中的金属材料为高纯生铁、废钢和电解镍，重量份分别为40～45份、24～29份和26～29份，所述高纯生铁中C的含量≥4.1%（重量百分比）、Si的含量≤1.0%（重量百分比）、Mn的含量≤0.08%（重量百分比）、P的含量≤0.04%（重量百分比）、S的含量≤0.02%（重量百分比），所述废钢中C的含量≤0.040%（重量百分比）、Si的含量为（0.034~0.036）%（重量百分比）、Mn的含量为（0.11~0.13）%（重量百分比）、P的含量≤0.02%（重量百分比）、S的含量≤0.01%（重量百分比），所述电解镍中镍和钴的含量≥99.96%（重量百分比），其中钴的含量≤0.02%（重量百分比）；所述熔炼采用的设备为中频感应电炉，熔炼过程包括先把26～29重量份的电解镍加到中频感应电炉炉底，再放入40～45重量份的高纯生铁通电熔炼，炉温达到1320~1350℃时投入24～29重量份废钢，升温至1560~1580℃时，静置10分钟净化所得金属熔液；所述炉前球化、炉前孕育的步骤中选用的球化剂为稀土镁合金球化剂，该稀土镁合金球化剂的粒度为5~25，包底加入量为1.6~1.8重量份，选用的孕育剂为硅锶孕育剂，硅锶孕育剂的粒度为10~20，包底加入量为0.1~0.3重量份；所述浇注步骤中的随流孕育和瞬时孕育步骤中选用的孕育剂也为硅锶孕育剂，随流孕育硅锶孕育剂加入量为0.6~0.9重量份，瞬时孕育硅锶孕育剂加入量为0.1~0.15重量份。

采用本发明的铸造方法铸造的用于－41℃～－75℃低温气体压缩机械的高镍球铁承压部件性能优越，经检测各项性能指标如下：

具体实施方式

本发明用于－41℃～－75℃低温气体压缩机械的高镍球铁承压部件的铸造方法包括以下步骤：

与所述承压部件的形状、构造相应的造型制芯的步骤。

选用含硅量95%以上的呋喃树脂自硬砂充型，制芯选用铬铁矿砂60%、高纯度工业用碳化硅40%和呋喃树脂搅拌而成，在适当的位置放置尼龙透气绳，在热节部位放置随型冷铁，砂型表面涂刷两遍锆英粉涂料，涂层厚度0.8~1.1mm，依据球铁石墨化二次膨胀补缩原理在顶面设置相应的出气冒口，浇注系统直浇道、横浇道、内浇道的尺寸比例为6:9:4，演箱检验各部尺寸比例是否合适，合格后加封箱泥条合箱、夹紧，安放带挡脏板、水口堵的浇口杯，安放二次随流孕育漏斗，放入相应比例的孕育剂，等待浇注。

对铸造所述承压部件用金属材料进行熔炼的步骤；

对熔炼后所得金属熔液进行炉前球化、炉前孕育的步骤；

把炉前球化、炉前孕育后所得的金属熔液在造型制芯后所得砂型内进行浇注的步骤，浇注步骤包括随流孕育和瞬时孕育的步骤；