[发明专利]一种球铁法兰的生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属铸件的生产工艺，具体是一种球铁法兰的生产工艺，属于铸造技术领域。

背景技术

球墨铸铁以其优良的性能，在使用中有时可以代替昂贵的铸钢和锻钢，在机械制造工业中得到广泛应用。球墨铸铁的低成本使得这种材料更加受欢迎，铸造效率更高，也较少了球墨铸铁的机加工成本。由于球墨铸铁造成的应力集中小，对基体的割裂作用也较小，故球墨铸铁的抗拉强度、塑性和韧性均高于其他铸铁，但是球墨铸铁也不是完美的，它除了会产生一般的铸造缺陷外，还会产生一些特有的缺陷，如缩松、夹渣、皮下气孔、球化不良及衰退等。这些缺陷影响铸件性能，使铸件废品率增高。为了防止这些缺陷的发生，有必要对其生产工艺进行改进。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种球铁法兰的生产工艺，能减少一些如缩松、皮下气孔、夹渣等一些铸造缺陷，提高铸件的成品率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种球铁法兰的生产工艺，包括以下步骤：（1）模具准备：木模造型平板2块，定位销定位该专用砂箱，造型用水玻璃砂，CO2硬化后，再用热风机吹干；在浇注前，型腔表面用石英涂料刷2次，再用火烘烤；（2）冶炼：目标化学成分：C：3.6-38％，Si：2.5-3.2％，Mn：0.3-0.5％，P：0.05-0.07％，S：＜0.03％，Mg残余：0.03-0.06％，余量为Fe。要严格地控制Mn、P、S的含量。适量加入稀土合金（0.1-0.2％）；按照不氧化法炼制操作工艺进行冶炼，铁水出炉温度≥1450℃；孕育剂采用0.8％FeSi75，作一次孕育处理后，要在铁液处理后5-7min内浇注；球化剂采用稀土镁合金，满足加入稀土元素／硫=2-2.5，采用冲入法操作，按照球化剂占铁水总质量的1.8％加入，在1380-1450℃时球化处理，则稀土镁的残余量控制在0.02-0.04％；（3）浇注：浇注温度为1400-1430℃，采用漏包浇注，浇注速度控制在20kg/s，待冷却3h后，取出铸件；（4）热处理：将铸件在电炉中进行900℃/60min高温奥氏体化后油淬，在回火650℃/90min。

本发明的有益效果是：采用球化剂使得其组织细小、均匀、致密，抗蚀性能提高，而且其机械强度也显著改善；采用合理的浇注尺寸及合理位置的冒口，使得产品的皮下气孔、夹渣、缩松等缺陷减少。

具体实施方式

生产球铁法兰的生产包括以下步骤：

1、模具准备

生产球铁法兰采用平面分型，上下箱制作工艺方法。浇注系统由直浇道、横浇道和内浇道组成，内浇道设在型腔底部，一端连接型腔，一端连接横浇道，直浇道设在横浇道中间位置。在铸件热节处放置一冷铁2组。木模造型平板2块，定位销定位，专用砂箱造型。造型用水玻璃砂，主要是砂型强度好，操作方便。CO2硬化后，再用热风机吹干；在浇注前，型腔表面用石英涂料刷2次，再用火烘烤。以保证砂型密实，均匀，不造成铸件夹渣。造型完毕后在上砂箱上设一些出气小孔，防止表面出现一些表面缺陷。

2、冶炼

目标化学成分成分：C：3.6—38％，Si：2.5—3.2％，Mn：0.3—0.5％，P：0.05-0.07％，S：＜0.03％，Mg残余：0.03-0.06％，余量为Fe。要严格地控制Mn、P、S的含量。适量加入稀土合金（0.1-0.2％）以净化铁液。

先将废钢钆成小块，放入碱性中频炉内，按照不氧化法炼制操作工艺进行冶炼。铁水出炉温度≥1450℃。

孕育剂采用0.8％FeSi75，作一次孕育处理后，要在铁液处理后5-7min内浇注。若发现孕育衰退进行再孕育，使得蠕虫状的石墨变成球状。为防止孕育作用的衰退，可采用2次孕育、3次孕育。

球化剂采用稀土镁合金，满足加入稀土元素／硫=2-2.5，采用冲入法操作，按照球化剂占铁水总质量的1.8％加入，在1380-1450℃时球化处理，则稀土镁的残余量控制在0.02-0.04％。

3、浇注

铁液的浇注温度越高，石墨漂浮的倾向越大，这样就减少铸件内部的缺陷。使法兰壁厚尽量均匀，且小于60mm，如壁厚相差很大，热节很大，可在厚壁或热节处放置冷铁，可减少缩松缺陷。

尽量缩短铁液出炉到浇注之间的滞留时间，残余稀土量控制在0.043以下，可阻止皮下气孔的产生。

由于球铁流动性较差，收缩较大，需要浇注温度1400—1430℃及浇注系统尺寸，采用在直浇口或铸件热解的附近设置冒口，冷铁，以利于顺序凝固。采用漏包浇注，浇注速度控制在20kg/s。待冷却3h后，取出铸件。