一種能保證輥環(huán)鑄造質(zhì)量的真空負(fù)壓鑄造工藝的制作方法
【專利摘要】一種能保證輥環(huán)鑄造質(zhì)量的真空負(fù)壓鑄造工藝，屬于真空負(fù)壓鑄造【技術(shù)領(lǐng)域】，用于提高軋鋼加熱爐爐底輥輥環(huán)的鑄造質(zhì)量。其技術(shù)方案是：使用水基鋁礬土模型涂料包裹EPS泡沫塑料模型，在澆注鋼水前先把埋在干砂中的EPS泡沫塑料模型燒除，使“實(shí)型”變?yōu)椤巴苛峡諝ぁ?，避免?shí)型模型中的碳元素在澆注過程中進(jìn)入鑄件體中，再進(jìn)行鋼水澆注，從而徹底解決了EPS泡沫塑料模型對低碳鑄件的增碳問題，極大地減少了鑄件的氣孔和夾雜等缺陷。本發(fā)明具有高質(zhì)量、高效率、低成本、易操作的優(yōu)點(diǎn)，提高了鑄件產(chǎn)品的質(zhì)量，解決了長期困擾真空負(fù)壓實(shí)型鑄造技術(shù)中的難題，是生產(chǎn)高附加值合金鑄件的一種新方法，具有巨大的商業(yè)價值，值得在行業(yè)內(nèi)推廣應(yīng)用。
【專利說明】一種能保證輥環(huán)鑄造質(zhì)量的真空負(fù)壓鑄造工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種軋鋼加熱爐爐底輥輥環(huán)的真空負(fù)壓鑄造方法，屬于真空負(fù)壓鑄造【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在鋼鐵冶金工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中，長壽命、耐高溫、耐磨高合金鑄件產(chǎn)品的用量與日俱增。以往這些產(chǎn)品的鑄造一般采用傳統(tǒng)的蠟?zāi)ｈT造和離心鑄造，傳統(tǒng)的蠟?zāi)ｈT造和離心鑄造方法的共同點(diǎn)是鑄造效率低、成本高。蠟?zāi)ｈT造只能單個澆注，離心鑄造加工量非常大，不能適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要。
[0003]目前，精密鑄造普遍使用的鑄造方法是“真空負(fù)壓實(shí)型鑄造技術(shù)”，這種鑄造技術(shù)是用EPS泡沫塑料制成實(shí)塑泡沫模型，在模型表面涂上涂料，將涂好涂料的模型放入沙箱，高溫鋼液澆注到鑄型腔后，高溫鋼液和EPS泡沫塑料接觸，EPS泡沫塑料被氣化，然后用負(fù)壓泵將氣體排出去，鋼液冷卻后形成輥環(huán)鑄件產(chǎn)品。在使用中發(fā)現(xiàn)，這種真空負(fù)壓實(shí)型鑄造技術(shù)的缺點(diǎn)是高溫鋼液在氣化EPS泡沫塑料的過程中，EPS泡沫塑料中的碳元素在與鋼液接觸后會進(jìn)入鑄件體中，會增碳0.1-0.3%，且分布不均，從而使鑄件產(chǎn)品質(zhì)量受到較大影響，降低了鑄件的使用壽命。
[0004]如何克服真空負(fù)壓實(shí)型鑄造技術(shù)中EPS泡沫塑料的碳元素進(jìn)入鑄件體中的缺點(diǎn)一直沒有得到有效的解決，成為困擾行業(yè)中的技術(shù)人員的難題，不但造成了鑄件產(chǎn)品質(zhì)量的不穩(wěn)定，降低了鑄件的使用壽命，也影響了企業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量信譽(yù)和經(jīng)濟(jì)效益，是目前亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能保證輥環(huán)鑄造質(zhì)量的真空負(fù)壓鑄造工藝，這種真空負(fù)壓鑄造技術(shù)可以避免實(shí)型模型中的EPS泡沫塑料的碳元素在澆注過程中進(jìn)入鑄件體中，保證鑄件的質(zhì)量，解決長期困擾真空負(fù)壓實(shí)型鑄造技術(shù)中的難題。
[0006]解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是:
一種能保證輥環(huán)鑄造質(zhì)量的真空負(fù)壓鑄造工藝，它采用以下步驟進(jìn)行:
1.制作具有良好透氣性和耐火度的高強(qiáng)度模型涂料，涂料形成的空殼鑄型具備在澆鋼前和澆鋼過程中不變形和不坍塌；
2.把做好的EPS泡沫塑料模型刷上第一層涂料，進(jìn)行烘干處理，然后再涂第二層涂料，烘干處理，再涂第三層涂料，烘干處理，共形成I一3mm厚的涂料硬殼將EPS泡沫塑料模型包在其中；
3.將刷好涂料層的EPS泡沫塑料模型按工藝要求裝配到砂箱中；
4.在澆鋼前用可燃?xì)怏w專用槍燃燒砂箱中的EPS泡沫塑料模型，使EPS泡沫塑料模型全部燃燒后排出，形成完整的“涂料空殼”鑄型；
5.把冶煉好的鋼液澆注到“涂料空殼”鑄型中形成合格輥環(huán)鑄件。[0007]上述能保證輥環(huán)鑄造質(zhì)量的真空負(fù)壓鑄造工藝，所述高強(qiáng)度模型涂料為水基鋁礬土耐火涂料，涂料涂刷在泡沫模型上，要求模型覆蓋率95%以上，將泡沫模型燒掉的火焰溫度超過1600°C，焚燒后殘留物不超過2%，形成完整的空殼鑄型，耐火材料形成的空殼鑄型具備在澆鋼前和澆鋼過程中，當(dāng)負(fù)壓達(dá)到0.4MPa時不變形和不坍塌。
[0008]上述能保證輥環(huán)鑄造質(zhì)量的真空負(fù)壓鑄造工藝，所述高強(qiáng)度模型涂料的制作方法如下:
1.涂料的成分及配比，按照重量百分比計(jì):
A.骨料:石英砂30% (Si02 ≤ 95%, 140-200 目)，莫來石砂 20% (A1203 ≤ 75%,60-80目)；
B.添加劑:樹脂1%，纖維素1.25%，玉米淀粉2.5%，膨潤土 2.5%，白乳膠1.25%，表面活劑 0.1% ；
C.稀釋劑:水:41.4%，
2.混制方法:
(2)混制方法:
A.先將骨料和添加劑到入攪拌機(jī)內(nèi)，以580±15轉(zhuǎn)/分的慢速攪拌45±5分鐘；
B.將水加入，以1000 + 50轉(zhuǎn)/分的快速攪拌1.5 + 0.2小時；
C.最后再慢速攪拌30±10分鐘。
[0009]本發(fā)明的有益之處在于:
本發(fā)明是一種真空負(fù)壓先燒后澆空殼鑄造技術(shù)，是在現(xiàn)有的“真空負(fù)壓實(shí)型鑄造技術(shù)”的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的一種新型精密鑄造技術(shù)。本發(fā)明使用新型的高強(qiáng)度涂料包裹EPS泡沫塑料模型，在澆注鋼水前先把埋在干砂中的EPS泡沫塑料模型燒除，使“實(shí)型”變?yōu)椤巴苛峡諝ぁ?，再進(jìn)行鋼水澆注，從而徹底解決了 EPS泡沫塑料模型對低碳鑄件的增碳問題，極大地減少了鑄件的氣孔和夾雜等缺陷。本發(fā)明具有聞質(zhì)量、聞效率、低成本、易操作的優(yōu)點(diǎn)，提聞了鑄件產(chǎn)品的質(zhì)量，提高了鑄件的使用壽命，解決了長期困擾真空負(fù)壓實(shí)型鑄造技術(shù)中的難題，是生產(chǎn)高附加值合金鑄件的一種新方法，具有巨大的商業(yè)價值，值得在行業(yè)內(nèi)推廣應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0010]本發(fā)明是一種真空負(fù)壓先燒后澆空殼鑄造技術(shù)，能夠解決輥環(huán)鑄造生產(chǎn)過程中模型的碳成分對鑄件的增碳問題。采用這種鑄造技術(shù)可以一次串澆四件，效率是蠟?zāi)ｈT造的四倍，鑄造后的鑄件機(jī)加工量只有5mm，是離心鑄造鑄件的機(jī)加工量的5 —10%，對生產(chǎn)低碳、超低碳鑄件是一種聞效率、聞效益的生廣技術(shù)。
[0011]本發(fā)明采用以下步驟進(jìn)行:
1.制作高強(qiáng)度模型涂料。
[0012]現(xiàn)行涂料強(qiáng)度不夠高，在“燒空殼”后涂料殼會變形或塌箱，導(dǎo)致無法澆鋼鑄造。新的高強(qiáng)度模型采用水基鋁礬土耐火涂料，這種涂料在粒度及配比和添加劑的使用上做較大調(diào)整，大幅提高涂料層的強(qiáng)度，同時保證涂料層的良好透氣性、耐火度等特性，確保在“燒空殼”的情況下，在澆鋼前和澆鋼過程中不變形、不塌箱，生產(chǎn)出合格輥環(huán)鑄件。
[0013]2.在制作模型上涂刷涂料。[0014]把做好的EPS泡沫塑料模型刷上第一層涂料，要求模型覆蓋率95%以上，進(jìn)行烘干處理，然后再涂第二層涂料，烘干處理，再涂第三層涂料，烘干處理，共形成I一3mm厚的涂料硬殼將EPS泡沫塑料模型包在其中。
[0015]3.將刷好涂料層的EPS泡沫塑料模型按工藝要求裝配到砂箱中。
[0016]4.“燒空殼”。
[0017]在澆鋼前用可燃?xì)怏w專用槍燃燒砂箱中的EPS泡沫塑料模型，使EPS泡沫塑料模型全部燃燒后排出，火焰溫度超過1600°C，焚燒后殘留物不超過2%，形成完整的“涂料空殼”鑄型，耐火材料形成的空殼，必須具備在澆鋼前和澆鋼過程中，當(dāng)負(fù)壓達(dá)到0.4MPa時不變形和不坍塌，避免實(shí)型模型中的EPS泡沫塑料的碳元素在澆注過程中進(jìn)入鑄件體中，保證鑄件的質(zhì)量。
[0018]5.把冶煉好的鋼液澆注到“涂料空殼”鑄型中形成合格輥環(huán)鑄件。
[0019]上述高強(qiáng)度模型涂料的制作方法如下:
1.涂料的成分及配比，按照重量百分比計(jì):
A.骨料:石英砂30% (Si02 ≥ 95%, 140-200 目)，莫來石砂 20% (A1203 ≥ 75%,60-80目)；
B.添加劑:樹脂1%，纖維素1.25%，玉米淀粉2.5%，膨潤土 2.5%，白乳膠1.25%，表面活劑 0.1% ；
C.稀釋劑:水:41.4%，
2.混制方法:
(2)混制方法:
A.先將骨料和添加劑到入攪拌機(jī)內(nèi)，以580±15轉(zhuǎn)/分的慢速攪拌45±5分鐘；
B.將水加入，以1000+ 50轉(zhuǎn)/分的快速攪拌1.5 + 0.2小時；
C.最后再慢速攪拌30±10分鐘。
[0020]本發(fā)明的一個實(shí)施例的高強(qiáng)度模型涂料的成分及配比如下:
復(fù)合型骨料(kg):9±0.5 ;
添加劑(kg):0.6±0.05 ；
水(kg):2.3±0.05。
【權(quán)利要求】
1.一種能保證輥環(huán)鑄造質(zhì)量的真空負(fù)壓鑄造工藝，其特征在于:它采用以下步驟進(jìn)行: (1)制作具有良好透氣性和耐火度的高強(qiáng)度模型涂料，涂料形成的空殼鑄型具備在澆鋼前和澆鋼過程中不變形和不坍塌； (2)把做好的EPS泡沫塑料模型刷上第一層涂料，進(jìn)行烘干處理，然后再涂第二層涂料，烘干處理，再涂第三層涂料，烘干處理，共形成2±0.5mm厚的涂料硬殼將EPS泡沫塑料豐吳型包在其中； (3)將刷好涂料層的EPS泡沫塑料模型按工藝要求裝配到砂箱中； (4)在澆鋼前用可燃?xì)怏w專用槍燃燒砂箱中的EPS泡沫塑料模型，使EPS泡沫塑料模型全部燃燒后排出，形成完整的“涂料空殼”鑄型； (5)把冶煉好的鋼液澆注到“涂料空殼”鑄型中形成合格輥環(huán)鑄件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能保證輥環(huán)鑄造質(zhì)量的真空負(fù)壓鑄造工藝，其特征在于:所述高強(qiáng)度模型涂料為水基鋁礬土耐火涂料，涂料涂刷在泡沫模型上，要求模型覆蓋率95%以上，將泡沫模型燒掉的火焰溫度超過1600°C，焚燒后殘留物不超過2%，形成完整的空殼鑄型，耐火材料形成的空殼鑄型具備在澆鋼前和澆鋼過程中，當(dāng)負(fù)壓達(dá)到0.4MPa時不變形和不坍塌。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的能保證輥環(huán)鑄造質(zhì)量的真空負(fù)壓鑄造工藝，其特征在于:所述高強(qiáng)度模型涂料的制作方法如下: (1)涂料的成分及配比，按照重量百分比計(jì): A.骨料:石英砂30% (Si02 ≥ 95%, 140-200 目)，莫來石砂 20% (A1203 ≥ 75%,60-80目)； B.添加劑:樹脂1%，纖維素1.25%，玉米淀粉2.5%，膨潤土 2.5%，白乳膠1.25%，表面活劑 0.1% ； C.稀釋劑:水:41.4%， (2)混制方法: A.先將骨料和添加劑到入攪拌機(jī)內(nèi)，以580±15轉(zhuǎn)/分的慢速攪拌45±5分鐘； B.將水加入，以1000+ 50轉(zhuǎn)/分的快速攪拌1.5 + 0.2小時； C.最后再慢速攪拌30±10分鐘。
【文檔編號】B22C9/03GK103962505SQ201410203630
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】劉雙合, 葛元永, 張曉新, 楊秀娟, 高僮 申請人:河北鋼鐵股份有限公司唐山分公司