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CN109351948B - 一种铜铁镶铸铸件的铸造工艺 - Google Patents

一种铜铁镶铸铸件的铸造工艺 Download PDF

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    • B22D19/16—Casting in, on, or around objects which form part of the product for making compound objects cast of two or more different metals, e.g. for making rolls for rolling mills
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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Abstract

本发明涉及一种铜铁镶铸铸件的铸造工艺，铜铁镶铸铸件包括铜套以及镶铸在所述铜套外部的铁件，铸造工艺主要包括造型工艺、熔炼工艺和浇注三大步骤。本发明的铜铁镶铸铸件的铸造工艺，在铜套外部浇注铁水时，能够使得铜套不被铁水熔化，使铜套和铁件完美镶嵌，保持铜套和整个铸件的完整度。

Description

一种铜铁镶铸铸件的铸造工艺
技术领域
本发明涉及一种铜铁镶铸铸件的铸造工艺。
背景技术
铜铁镶铸铸件包括铜套以及镶铸在铜套外部的铁件，在铸造铜铁镶铸铸件时，先加工出铜套，然后再在铜套的外部浇注铁液，形成铜铁镶铸铸件。但是，铜的液相线温度在881℃左右，而铁的液相线温度在1240℃左右，铁的液相线温度高于铜液相线温度，所以如果按常规浇注方法来铸造铜铁镶铸铸件，当铁液浇注到砂型后，铜套会被高温铁水融化，导致铸件报废率较高，此为铁铜镶铸的一大难点。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的缺点，提供一种铜铁镶铸铸件的铸造工艺，在铜套外部浇注铁水时，能够保持铜套和整个铸件的完整度。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种铜铁镶铸铸件的铸造工艺，铜铁镶铸铸件包括铜套以及镶铸在所述铜套外部的铁件，铸造工艺包括以下步骤：
（1）造型工艺
①采用砂型铸造工艺进行铸造，先在所述铜套将要与型砂相接触的面涂上涂料，在涂上涂料前、后均对铜套进行烘烤；
②将所述铜套放入砂箱中，并向铜套内部灌入型砂；
③将铜套与型腔相接触的面清理干净；
④对型腔进行烘干，等待铁水进行浇注；
（2）熔炼工艺：
①原料熔炼：将原料加入炉中熔炼出成分合格的铁水，铁水成分按质量的百分比为：C：3.0-3.1%，Si：1.7-1.85%，Mn：0.75-0.85%，P≤0.05%，S≤0.10%，Cu≤0.25，其余为Fe，熔炼过程中控制铁水的温度为1550-1560℃；
②初次扒渣：将炉内温度控制在1520-1540℃，铁水静置扒渣，然后再加入除渣剂，进一步除渣；
③球化处理及孕育处理：对铁水进行球化处理和孕育处理；
④二次扒渣：向铁水中加入除渣剂，并进行搅拌，扒去熔渣；
（3）浇注：
使用铁水对砂型进行浇注，形成铸件，若单件浇注，浇注温度为1290-1300℃，若一次浇注两件铸件，首浇温度最高为1310℃。
优选地，所述铜套涂上涂料的次数为2次。
优选地，使用喷灯对所述铜套进行烘烤。
优选地，所述型腔烘干温度为70-90℃。
进一步地，所述型腔烘干时长不少于2小时。
优选地，所述原料的种类按质量的百分比为：生铁：30%，厚废铁：30%，回炉料：40%。
优选地，在初次扒渣时，静置时间为3-5分钟。
优选地，所述铜套外周设有多个燕尾槽。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的铜铁镶铸铸件的铸造工艺，在铜套外部浇注铁水时，能够使得铜套不被铁水熔化，使铜套和铁件完美镶嵌，保持铜套和整个铸件的完整度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步描述：
实施例1：
一种铜铁镶铸铸件的铸造工艺，铜铁镶铸铸件包括铜套以及镶铸在铜套外部的铁件，铜件的外周上设有多个燕尾槽。铜铁镶铸铸件的铸造工艺包括以下步骤：
（1）造型工艺
①采用砂型铸造工艺进行铸造，先在铜套将要与型砂相接触的面涂上石灰粉涂料，在涂上石灰粉涂料前、后均使用喷灯对铜套进行烘烤，涂石灰粉的次数为两次；型砂优选选用树脂砂。
②将铜套放入砂箱中，并向铜套内部灌入型砂，并保证其紧实度；
③将铜套与型腔相接触的面清理干净；
④对型腔进行烘干，等待铁水进行浇注；其中，型腔烘干温度为70℃，型腔烘干时长2小时；
（2）熔炼工艺：
①原料熔炼：将生铁、厚废铁、回炉料等原料加入炉中熔炼出成分合格的铁水，各原料的种类按质量的百分比为：生铁：30%，厚废铁：30%，回炉料：40%；铁水成分按质量的百分比为：C：3.0%，Si：1.7%，Mn：0.75%，P：0.05%，S：0.1%，Cu：0.25，其余为Fe，熔炼过程中控制铁水的温度为1550℃；
②初次扒渣：将炉内温度控制在1520℃，铁水静置3分钟，让浮渣上浮并打渣干净，然后再覆盖除渣剂，进一步除渣；
然后对铁水进行光谱分析，判定铁水成分是否需要进行调整，以熔炼出合格的铁水；
③孕育处理：镶铸在铜套外部的铁件材料优选为灰铸铁，所以要对铁水进行孕育处理。本实施例中的孕育采用随流孕育方式，即铁水倒入铁水包的过程中孕育剂也随着铁水一起流向铁水包；
④二次扒渣：向铁水中加入少量除渣剂，并进行搅拌，扒去熔渣；
（3）浇注：
将成分合格的铁水吊到砂箱处，使用铁水对砂型进行浇注，形成铜铁镶铸铸件。若单件浇注，浇注温度为1290℃，若一次浇注两件铸件，首浇温度为1310℃。检查本铸件发现，铜套与铁件结合为一体，且铜套完整未被熔化，整个铸件符合生产要求。
实施例2：
一种铜铁镶铸铸件的铸造工艺，铜铁镶铸铸件包括铜套以及镶铸在铜套外部的铁件，铜件的外周上设有多个燕尾槽。铜铁镶铸铸件的铸造工艺包括以下步骤：
（1）造型工艺：
①采用砂型铸造工艺进行铸造，先在铜套将要与型砂相接触的面涂上石灰粉涂料，在涂上石灰粉涂料前、后均使用喷灯对铜套进行烘烤，涂石灰粉的次数为两次；型砂优选选用树脂砂。
②将铜套放入砂箱中，并向铜套内部灌入型砂，并保证其紧实度；
③将铜套与型腔相接触的面清理干净；
④对型腔进行烘干，等待铁水进行浇注；其中，型腔烘干温度为80℃，型腔烘干时长2.5小时；
（2）熔炼工艺：
①原料熔炼：将生铁、厚废铁、回炉料等原料加入炉中熔炼出成分合格的铁水，各原料的种类按质量的百分比为：生铁：30%，厚废铁：30%，回炉料：40%；铁水成分按质量的百分比为：C：3.1%，Si：1.8%，Mn：0.8%，P：0.04%，S：0.09%，Cu：0.24，其余为Fe，熔炼过程中控制铁水的温度为1555℃；
②初次扒渣：将炉内温度控制在1530℃，铁水静置4分钟，让浮渣上浮并打渣干净，然后再覆盖除渣剂，进一步除渣；
然后对铁水进行光谱分析，判定铁水成分是否需要进行调整，以熔炼出合格的铁水；
③球化处理及孕育处理：镶铸在铜套外部的铁件材料优选为灰铸铁，所以要对铁水进行孕育处理。本实施例中的孕育采用随流孕育方式，即铁水倒入铁水包的过程中孕育剂也随着铁水一起流向铁水包；
④二次扒渣：向铁水中加入少量除渣剂，并进行搅拌，扒去熔渣；
（3）浇注：
将成分合格的铁水吊到砂箱处，使用铁水对砂型进行浇注，形成铜铁镶铸铸件。若单件浇注，浇注温度为1295℃，若一次浇注两件铸件，首浇温度为1305℃。检查本铸件发现，铜套与铁件结合为一体，且铜套完整未被熔化，整个铸件符合生产要求。
实施例3：
一种铜铁镶铸铸件的铸造工艺，铜铁镶铸铸件包括铜套以及镶铸在铜套外部的铁件，铜件的外周上设有多个燕尾槽。铜铁镶铸铸件的铸造工艺包括以下步骤：
（1）造型工艺：
①采用砂型铸造工艺进行铸造，先在铜套将要与型砂相接触的面涂上石灰粉涂料，在涂上石灰粉涂料前、后均使用喷灯对铜套进行烘烤，涂石灰粉的次数为两次；型砂优选选用树脂砂。
②将铜套放入砂箱中，并向铜套内部灌入型砂，并保证其紧实度；
③将铜套与型腔相接触的面清理干净；
④对型腔进行烘干，等待铁水进行浇注；其中，型腔烘干温度为90℃，型腔烘干时长3小时；
（2）熔炼工艺：
①原料熔炼：将生铁、厚废铁、回炉料等原料加入炉中熔炼出成分合格的铁水，各原料的种类按质量的百分比为：生铁：30%，厚废铁：30%，回炉料：40%；铁水成分按质量的百分比为：C：3.1%，Si：1.85%，Mn：0.85%，P：0.03%，S：0.08%，Cu：0.23，其余为Fe，熔炼过程中控制铁水的温度为1555℃；
②初次扒渣：将炉内温度控制在1540℃，铁水静置5分钟，让浮渣上浮并打渣干净，然后再覆盖除渣剂，进一步除渣；
然后对铁水进行光谱分析，判定铁水成分是否需要进行调整，以熔炼出合格的铁水；
③球化处理及孕育处理：镶铸在铜套外部的铁件材料优选为灰铸铁，所以要对铁水进行孕育处理。本实施例中的孕育采用随流孕育方式，即铁水倒入铁水包的过程中孕育剂也随着铁水一起流向铁水包；④二次扒渣：向铁水中加入少量除渣剂，并进行搅拌，扒去熔渣；
（3）浇注：
将成分合格的铁水吊到砂箱处，使用铁水对砂型进行浇注，形成铜铁镶铸铸件。若单件浇注，浇注温度为1300℃，若一次浇注两件铸件，首浇温度为1300℃。检查本铸件发现，铜套与铁件结合为一体，且铜套完整未被熔化，整个完整符合生产要求。
实施例4：
一种铜铁镶铸铸件的铸造工艺，铜铁镶铸铸件包括铜套以及镶铸在铜套外部的铁件，铜件的外周上设有多个燕尾槽。铜铁镶铸铸件的铸造工艺包括以下步骤：
（1）造型工艺：
采用传统的造型工艺，其中：型腔烘干温度为100℃，型腔烘干时长3小时
（2）熔炼工艺：
采用传统的熔炼工艺，其中：采用本申请的原料，采用本申请范围内各原料的种类的质量百分比，熔炼过程中控制铁水的温度为1555℃；初次扒渣时将炉内温度控制在1560℃，铁水静置5分钟；
（3）浇注：
浇注温度为1300℃，若一次浇注两件铸件，首浇温度为1300℃。使用铁水对砂型进行浇注，浇注过程中发现铜套有部分被铁水熔化，铸件不符合生产要求。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1. 一种铜铁镶铸铸件的铸造工艺，铜铁镶铸铸件包括铜套以及镶铸在所述铜套外部的铁件，其特征在于：铸造工艺包括以下步骤：
（1）造型工艺
①采用砂型铸造工艺进行铸造，先在所述铜套将要与型砂相接触的面涂上涂料，在涂上涂料前、后均对铜套进行烘烤；
②将所述铜套放入砂箱中，并向铜套内部灌入型砂；
③将铜套与型腔相接触的面清理干净；
④对型腔进行烘干，等待铁水进行浇注；
（2）熔炼工艺：
①原料熔炼：将原料加入炉中熔炼出成分合格的铁水，铁水成分按质量的百分比为：C：3.0-3.1%，Si：1.7-1.85%，Mn：0.75-0.85%，P≤0.05%，S≤0.10%，Cu≤0.25，其余为Fe，熔炼过程中控制铁水的温度为1550-1560℃；
②初次扒渣：将炉内温度控制在1520-1540℃，铁水静置扒渣，然后再加入除渣剂，进一步除渣；
③球化处理及孕育处理：对铁水进行球化处理和孕育处理；
④二次扒渣：向铁水中加入除渣剂，并进行搅拌，扒去熔渣；
（3）浇注：
使用铁水对砂型进行浇注，形成铸件，浇注为单件浇注或一次浇注两件铸件，单件浇注时，浇注温度为1290-1300℃，一次浇注两件铸件时，首浇温度最高为1310℃。
2.根据权利要求1所述的铜铁镶铸铸件的铸造工艺，其特征在于：所述铜套涂上涂料的次数为2次。
3.根据权利要求1所述的铜铁镶铸铸件的铸造工艺，其特征在于：使用喷灯对所述铜套进行烘烤。
4.根据权利要求1所述的铜铁镶铸铸件的铸造工艺，其特征在于：所述型腔烘干温度为70-90℃。
5.根据权利要求4所述的铜铁镶铸铸件的铸造工艺，其特征在于：所述型腔烘干时长不少于2小时。
6.根据权利要求1所述的铜铁镶铸铸件的铸造工艺，其特征在于：所述原料的种类按质量的百分比为：生铁：30%，厚废铁：30%，回炉料：40%。
7.根据权利要求1所述的铜铁镶铸铸件的铸造工艺，其特征在于：在初次扒渣时，静置时间为3-5分钟。
8.根据权利要求1所述的铜铁镶铸铸件的铸造工艺，其特征在于：所述铜套外周设有多个燕尾槽。
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