[发明专利]大型超临界铸钢件用的型砂配比工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种大型超临界铸钢件用的型砂配比工艺，属于铸造工艺技术领域。

背景技术

目前，国内研究开发生产超临界铸钢件的厂家很少，且主要是以水玻璃砂和呋喃树脂砂生产为主，这两种砂退让性不好、热膨胀系数大，导致废品率极高，而且不可回收利用、有异味，环境污染大，对操作工的身体健康也有极大的危害。由于国内铸造工艺比较落后，生产的产品质量不稳定，导致生产成本较高，工期长。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种配比铸型强度高、高温退让性、溃散性好的生产大型超临界铸钢件用的型砂的工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种大型超临界铸钢件用的型砂配比工艺，其背砂采用碱性酚醛树脂砂，按重量配比为碱性酚醛树脂︰石英砂=（1.5～2）︰100，碱性酚醛树脂︰固化剂=100︰（20～30）；面砂采用碱性酚醛树脂铬矿砂，按重量配比为碱性酚醛树脂︰铬矿砂=（1.5～2）︰100，碱性酚醛树脂︰固化剂=100︰（15～25）,石英砂采用30/50目或40/70目的天然石英砂，其含SiO₂≥97%（重量）,铬矿砂为40/70目，其含Cr₂O₃＞44%（重量），耐火度＞1700℃。。

进一步地，所述固化剂在25℃时粘度≤150厘泊，优选在25℃时粘度≤100厘泊。

本发明的有益效果：（一）原料：碱性酚醛树脂砂工艺粘结剂中不含N，P，S；树脂高温下燃烧，砂型退让性高，铸件不容易开裂；对原砂酸消耗值要求低，适应性好，大大改善了铸造工艺条件；（二）产品质量：铸钢件尺寸精度高、外部轮廓清晰、铸件表面光洁、外部质量好、组织致密、铸件综合品质高，用碱性酚醛树脂砂工艺可使铸件表面粗糙度提高30～60um，减少铸件的内在缺陷（气孔、缩松、缩孔）及表面裂纹，可使铸件公差等级MT提高到12-14级，大大减少铸件的热裂纹倾向，这主要是由于树脂砂具有较好的流动性、宜紧实、脱模时间可调节、硬化强度高、在其后的搬运和合箱过程中不变形，同时因树脂砂的刚度高，在浇注和凝固过程中基本上无型壁位移现象，所以铸件的尺寸精度高，且成品率高；（三）改善工作环境：此种树脂砂省去了烘干工艺，型砂易紧实，效率高，溃散性好容易清理，无异味，对环境和人无影响，大幅度降低了工人的劳动强度，改善了作业环境，为提高生产效率创造了条件，而且可以再生，有利于环保。

具体实施方式

一种大型超临界铸钢件用的型砂配比工艺：

1）其背砂采用碱性酚醛树脂砂，按重量配比为碱性酚醛树脂︰比石英砂=（1.5～2）︰100，碱性酚醛树脂︰固化剂=100︰（20～30），石英砂为30/50目或40/70目天然石英砂，其含SiO₂≥97%（重量）。碱性酚醛树脂砂制备方法：在连续式树脂混砂机内先放入石英砂和固化剂，混碾2～4分钟后加入碱性酚醛树脂，继续混碾1～2分钟后卸砂，造型。

2)其面砂采用碱性酚醛树脂铬矿砂，按重量配比为碱性酚醛树脂︰铬矿砂=（1.5～2）︰100，碱性酚醛树脂︰固化剂=100︰（15～25），铬矿砂为40/70目，其含Cr₂O₃＞44%（重量），耐火度＞1700℃。碱性酚醛树脂铬矿砂制备方法：在双搅拌间隙式混砂机内先放入铬矿砂和固化剂，混碾2～4分钟后加入碱性酚醛树脂，继续混碾1～2分钟后卸砂，造型。

所述固化剂在25℃时粘度≤150厘泊，优选：固化剂在25℃时粘度≤100厘泊。

在造型时，在木模表面均匀涂抹脱模剂，厚度在1～2mm之间，然后按照工艺规定将面砂和背砂制型。合箱后，采用热风机从浇注管道通热风，热风机的出风口温度在150℃～200℃之间，优选180℃，热吹4～8小时，在浇注前停风，用于干燥型砂。

本公司通过实践，采用上述配方制备的型砂造型生产34件ZG1Cr10MoVWNbN大型主汽阀铸钢件，尺寸精度高、外部轮廓清晰、铸件表面光洁、外部质量好、组织致密、铸件综合品质高，通过UT、MT无损探伤检测，合格率达到了100%，较之现有的用水玻璃砂造型生产22件ZG1Cr10MoVWNbN大型主汽阀铸钢件，产生裂纹8件，成品率提高了36%。

大型超临界铸钢件一般是指长期在高温、低温、高压状态下使用的钢种，其化学成分要求为：