[发明专利]一种核主泵壳体铸造过程中表面缺陷的控制方法

说明书

本发明涉及核主泵壳体铸造及加工领域，具体地说是一种核主泵壳体铸造过程中铸件表面质量的控制方法，包括型砂选择、涂料材料选择及涂刷工艺、铬铁矿砂用量及挂砂冷铁的形状和砂层厚度、铸件补焊处理工艺等，它只适用于核主泵壳体的制造过程。在核主泵壳体制造过程中，合理使用涂料、表面铬铁矿砂及挂砂冷铁，同时采用合理打磨工艺和开箱工艺，控制铸件表面缺陷。本发明针对核主泵的结构特点和合金特点，采用锆英粉耐火涂料，采用铬矿砂加大冷却速度，用挂砂冷铁强化厚大部位冷却，使合金钢凝固速度加快，细化晶粒，并且保证表面不出现裂纹等严重缺陷，减少气孔、夹杂等点状大面积缺陷出现，提高铸件表面质量。

技术领域

本发明涉及核主泵壳体铸造及加工领域，具体地说是一种核主泵壳体铸造过程中铸件表面质量的控制方法，包括型砂选择、涂料材料选择及涂刷工艺、铸件补焊处理工艺等，它只适用于核主泵壳体的制造过程。

背景技术

核主泵壳体是核反应堆中最重要构件之一，服役时间长，运行环境特殊，需要有较高抗氧化耐腐蚀性能，尤其需要具较强的抗点蚀性能。而不锈钢发生点蚀是相对比较普遍现象。不锈钢发生点蚀，有化学成分原因，有偏析原因，也有残余应力原因。但是，最直接导致点蚀的原因是铸件表面存在微观缺陷，缺陷部位存在夹杂或成分不均匀，形成微区电池，加快反应速度，容易形成点蚀，使构件局部有效厚度迅速减薄，造成构件失效。

铸件表面激冷层往往致密度较高，希望保存铸件的表面激冷层，这样有利于提高铸件使用寿命，而表面缺陷的存在，又迫使我们进行表面机械加工。控制表面缺陷，就是为了减少机械加工，保存更厚的表面激冷层。利用耐火度高的锆英粉涂料，可以有效提高铸件表面质量。同时采用激冷能力强，耐火度高的铬铁矿砂，也有助于增加激冷层厚度，提高表面质量。同时选择用挂砂冷铁，也是为加大铸件厚大断面的冷却强度，加快冷却，改善铸件质量。

采用挂砂冷铁可以提高表面激冷能力的同时，又不容易使铸件表面产生冷铁痕迹。冷铁冷却强度大，直接使用，表面容易形成表层冷隔缺陷，并且冷铁处透气性不好，冷铁下面也容易出现气孔，尤其冷铁烘烤不彻底，打磨不干净时，更容易出气孔。因此，有必要研究专用涂料涂刷工艺及冷铁使用方法。

发明内容

为了更好的发挥奥氏体不锈钢抗点蚀的优点，本发明的目的在于提供一种核主泵壳体铸造过程中表面缺陷的控制方法，防止由于表面缺陷引起局部点蚀问题，提高铸件表面质量，使铸件渗透检查合格率达到100％。

本发明的技术方案是：

一种核主泵壳体铸造过程中表面缺陷的控制方法，利用砂型铸造方法造型，采用铬铁矿砂和锆英粉涂料，利用挂砂随形冷铁，采用正确的冒口去除工艺及表面处理，并且用合理补焊工艺进行表面缺陷修补，确保铸件表面质量及机械加工后的表面质量。

所述的核主泵壳体铸造过程中表面缺陷的控制方法，铬铁矿砂为高纯度铬铁矿砂，其中：二氧化硅SiO₂的含量不超过1wt％，粒度为30～50目，Cr₂O₃≥45wt％，CaO≤1wt％，灼减量≤1wt％，耐火度1600～1800℃；并且铬矿砂使用中，采用低硅粘结剂酯硬化水玻璃，在保证粘结强度下加入量不超过3wt％。

所述的核主泵壳体铸造过程中表面缺陷的控制方法，锆英粉涂料中，采用锆英粉含量高，耐火度高的材料，按重量百分比计，ZrO₂>65％、SiO₂<33％、TiO₂<0.4％、Fe₂O₃<0.5％、P₂O₅<0.5％、Al₂O₃<0.3％；耐火度达到2400℃以上；涂料采用醇基涂料，采用2～4次涂刷工艺，每涂一次，点燃，清理，再涂下一次。