[发明专利]一种船舶挂舵臂的制造方法

说明书

一、技术领域：

本发明涉及一种制造方法，具体是船舶的特殊等级钢的挂舵臂制造方法。

二、背景技术：

挂舵臂是船舶装备的关键零件、它的重量较大，长度较长，壁厚100-500毫米变化很大。在国外船级社的规范中材料要求特殊等级钢。

产品的技术质量要求如下：

1)化学成分

C≤0.23％，Si≤0.60％，Mn＝1.20-1.60％，P≤0.035％，S≤0.035％，Cr≤0.30％，Mo≤0.08％，Cu≤0.3％，V≤0.03％，Al＝0.015-0.08％，(N％xAlacidsol％)x10⁵≤60。

2)机械性能

Rm≥520Mpa，Rp0.2≥260Mpa，A4≥20％，Z≥25％，Kv≥27J(0℃)。

3)铸件的表面及内部质量的磁粉无损检测和超声波无损检测达到船检要求。

挂舵臂的化学成分中对铝含量、氮含量、残余元素有严格要求，一般的熔炼工艺很难冶炼出符合要求的钢水，在机械性能中要求冲击性能在0℃时大于27焦耳，热处理工艺制订也很关键，否则很难达到参数，它的长度，重量、壁厚悬殊给铸造工艺的制订带来了困难，使裂纹、缩松的趋向性增大，尺寸的准确性也不易控制，所以必须采取综合的、先进的方法才能生产出合格的产品。

三、发明内容

本发明所要解决的技术问题是研制一种制造方法来生产船用挂舵臂，使挂舵臂的技术质量参数达到达到或超过国外船级社的材料规范要求，重点是研制一套熔炼工艺解决铝的含量、氮含量满足要求；研制一种热处理工艺解决底温冲击性能要求；编制最优的铸造工艺杜绝裂纹、缩松的产生，满足尺寸精度要求。

本发明技术方案如下：

一种船舶挂舵臂的制造方法，包括熔炼工艺、铸造工艺和热处理工艺三个关键工艺，其特征在于包括以下步骤：

1、熔炼工艺

A、熔化阶段：将返回料30-45％，钢屑15-25％，生铁10-15％，石灰1-2％，余量为废钢，投入电炉中通电熔化，同时吹氧助熔，吹氧管直径1/2-3/4′，压力5-10公斤/厘米²，当钢水熔清后，取样分析碳、磷；

B、氧化阶段：在熔清的钢水中加入铁矿石1-2％、石灰1-2％，同时吹氧，吹氧管直径1/4-1′，压力6-8公斤/厘米2，时间控制在10-15分钟，降碳除磷结束后使碳含量达到0.05-0.1％，磷低于0.035％，钢水温度达到1590-1640℃，扒除氧化渣；

C、还原阶段：在钢水中加入石灰8-12公斤/吨钢水，萤石1-2公斤/吨钢水，碳粉1-1.5公斤/吨钢水，加入合金SiMnFe、MnFe和SiFe调整钢水中Si至0.3-0.6％，Mn至1.2-1.6％，并加入脱氧剂铝块0.1-0.2％进行预脱氧，使温度达到出钢温度1570-1600℃；

D、精炼阶段：将电炉中的钢水转到精炼炉中，再加入石灰2-5公斤/吨钢水、萤石0.5-1公斤/吨钢水，加入合金SiMnFe、MnFe和SiFe调整钢水中Si至0.25-0.60％，Mn至1.4-1.6％；同时炉底以直径1/2-3/4′的管子通入5-8公斤/厘米²的氩气直到精炼结束；

E、出钢：出钢前加入脱氧剂铝块0.05-0.2％进行终脱氧，取样检测化学成分达到标准成分范围出钢，再镇静5分钟、温度达到1560-1590℃时浇注铸型；

2、铸造工艺

造型采用组芯造型，外皮泥芯石英砂、内腔泥芯及盖箱泥芯使用镁碳石灰砂，并且要进窑在250-350℃烘干8-12小时，去除泥芯中的水分，减少泥芯在时的发气量，在制芯时所圆角处填放铬铁矿砂及暗成型冷铁；装配泥芯后仔细检查尺寸；冒口泥芯部分木模做出，其余部分配保温冒口套，浇注选取三包合浇，滑动水口直径80mm，要求6-8分钟完成，浇注后当冒口内钢水上升2/3高时点浇冒口并撒保温剂；

3)热处理工艺，