[发明专利]铬铁矿砂不定型冷铁及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明公开了一种铬铁矿砂不定型冷铁，本发明还公开了一种该冷铁的 制备工艺。

背景技术

铸件在凝固过程中，由于铸铁的液态收缩和凝固收缩，往往在铸件最后 凝固的部位出现缩松；对球墨铸铁而言，在凝固过程中会析出石墨相而产生 体积膨胀，可以抵消在收缩过程中可能产生的缩松；但是若型腔强度不够， 不能抵制石墨膨胀产生的力而发生变形，则不能抵消收缩形成的缩松，从而 使铸件存在缩松。

铸件中存在任何形态的缩松，都会减少铸件的受力面积，在缩松的尖角 处产生应力集中，使铸件的力学性能显著降低。缩松是裂纹产生源，可使疲 劳强度下降50％左右。

对于风力发电的铸件而言，它们长期处在恶劣环境之中，温度变化范围 大，工作时间长达20年，若存在缩松将降低铸件的寿命和安全系数，因此风 电产品对缩松的要求非常严格，UT探伤要求为2级。

防止缩松的工艺措施有放置冷铁和冒口。冷铁可以减少或消除热节，加 速铸铁壁局部热节的冷却，实现同时凝固原则；对球墨铸铁而言，型腔及坭 芯的强度增加也有利于解决缩松问题。

冷铁按材料不同，可分为钢冷铁、铸铁冷铁、石墨冷铁等；按形状不同， 可分为成型冷铁、通用冷铁以及不定型冷铁，成型冷铁在造型过程中不易放 置，增加了工人的工作量，冷铁的跑偏也会影响表面质量，加大打磨的工作 量；普通冷铁只适用于平面，不能贴合复杂形状的模具；不定型冷铁制作方 便，形状容易控制，适用于各种复杂形状的铸件。

铬铁矿砂以黑色的块状，粒状或菱状产出，它的热导率比硅砂大好几倍， 可以迅速带走热量，加快区域铁水的冷却；而且，铬铁矿砂的比重相对硅砂 大(硅砂的密度为2.65g/cm3，铬铁矿砂的密度为4～4.8g/cm3)，比热相对较 高，因此蓄热效果也好，可以作为冷铁使用。另外铬铁矿砂强度相对普通树 脂砂强度(抗弯强度1.8～2.2Mpa)高，增加了铸型的刚度，有利于消除球墨 铸铁的缩松。

发明内容

本发明的目的之一是克服现有技术中存在的不足，提供一种可在铸造工 艺中降低缩松废品率、降低平均缩松面积的铬铁矿砂不定型冷铁。

本发明的另一目的是提供一种上述冷铁的制备工艺。

按照本发明提供的技术方案，所述铬铁矿砂不定型冷铁包含如下组份： 铬铁矿砂、铬铁矿砂重量2.8％～3.2％的呋喃树脂、呋喃树脂重量40％～60％的 二甲苯环酸以及呋喃树脂重量0.2％～0.3％的硅烷。

所述铬铁矿砂粒径为70～100目。

上述铬铁矿砂不定型冷铁的制备工艺包含如下步骤：

a、将硅烷按上述配比比例加入到呋喃树脂中并搅匀，放置3～4小时，备 用；

b、运用单砂双混法，按上述配比比例先将二甲苯环酸加入到铬铁矿砂中， 搅拌20～30秒后加入含有硅烷的呋喃树脂，再次搅拌20～30秒，形成冷铁混 合料；

c、将配好的冷铁混合料放入坭芯壳中，将冷铁混合料紧实，硬化后起模， 得到冷铁。

本发明的铬铁矿砂不定型冷铁可在铸造工艺中降低缩松废品率，降低平 均缩松面积，而且该冷铁制备工艺简单易行。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

铸造Vestas1.5MW轮毂

称取100Kg铬铁矿砂，开启搅拌式混砂机，先加入1.5Kg二甲苯环酸， 搅拌30s后加入呋喃树脂3Kg(含6g硅烷)，再次搅拌30s即混制结束。将 铬铁矿砂混合料放入坭芯壳中，用木棒捣紧压实，待硬化后取出，然后将该 冷铁放在外模中相应部位造型。运用本发明的冷铁使铸件圆弧面上的缩松废 品率由原来未使用冷铁的5.0％降到本发明使用冷铁后的2.5％，废品率降低 了50％，合格品中平均缩松面积由12000mm²减少到8100mm²，减少了大约 32.5％。

实施例2

铸造美国通用能源1.5MW轮毂