[发明专利]一种提高大型镍铜合金铸件性能的方法

说明书

本发明涉及铸钢行业，关于一种提高大型镍铜合金铸件性能的方法，主要是砂铸,中频炉底部冲氩气熔炼,熔化时最高温度1500～1530℃,液面履盖脱渣剂,多次清渣,浇注温度1440～1470℃。全过程冲氩气保护隔绝空气,防钢水吸氧、吸氢、吸氮。控制［N］≤80ppm,［O］≤50ppm,［H］≤2ppm。非金属氧化夹物尺寸≤20um,甚至达到≤5um,增加消除应力热处理。应用该方法，消除了铸件上较多的气孔、缩松、夹渣。确保理化性能符合相关牌号镍铜合金标准要求,关键是提高机械性能,焊接性能，降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及铸钢行业，提供了一种提高大型镍铜合金铸件性能的方法， 使用砂铸,中频炉底部冲氩熔炼,熔炼时最高温度1500～1530℃,液面履盖脱渣剂,多次清渣。全过程冲氩气保护隔绝空气,用0.15~2.5% CuLi合金或CuMg合金进行终脱氧,加结渣剂覆盖钢水表面。控制［N］≤80ppm,［O］≤50ppm,［H］≤2ppm,非金属氧化夹物尺寸≤20um,甚至达到≤5um。浇注温度1440～1470℃。对铸件增加消除应力处理。应用该方法，消除了铸件上较多的气孔、缩松、夹渣。确保理化性能符合相关牌号镍铜合金标准要求, 关键是提高机械性能,焊接性能。

背景技术

目前使用在高温耐蚀装置上的大型镍铜合金，工况特征为高温、高压，易氧化、易腐蚀。由于形状复杂，重量大,都是砂铸。由于产品价格昂贵,生产难度大,行业内制造厂用真空炉熔炼,制造成本很高。用常规中频炉熔炼的镍铜合金铸件表面上有较多的微裂纹、蜂窝状气孔,内部有夹渣、非金属夹杂物、缩松,质量差。不能保证强度性能,焊接性能,易引发泄漏事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高大型镍铜合金铸件性能的方法，主要是熔炼时全过程中频炉底部冲氩气保护,隔绝空气,加新型脱氧剂,防钢水吸入空气, 控制［N］≤80ppm,［O］≤50ppm,［H］≤2ppm。非金属氧化夹物尺寸≤20um,甚至达到≤5um,增加消除应力处理,提高机械性能,焊接性能。消除镍铜合金铸件上微裂纹、气孔、夹渣、非金属夹杂物，并使其极少量残留的夹杂物形态呈球状,符合相关镍铜合金铸件标准要求,满足特殊工况下安全可靠使用。

本发明技术方案为：一种提高大型镍铜合金铸件性能的方法，特征在于其流程为：生产准备→冲氩熔炼→成分控制→加脱氧剂→冲氩浇注→开箱清砂→热处理→理化检验→［N］、［H］、［O］检测→无损检测→缺陷焊补→研磨清理→酸洗钝化；创新工序内容是：

生产准备：选用镍板、纯铜、纯铁，添加元素用纯金属，回炉料要抛丸清理，型腔用碱酚醛树脂砂型, 熔炼设备用中频炉底部冲氩装置,氩气纯度达到99.95%以上；

冲氩熔炼：先把镍板加入中频炉,启动炉子,打开氩气瓶开关，让氩气进入炉膛保护熔化过程,熔清后再加纯铁、加纯铜，最后加回炉料,液面加覆盖剂，再加净化剂，翻滚钢水，非金属氧化夹杂物上浮，熔炼时最高温度控制在1500～1530℃, 温度过低熔不清, 温度高易起泡沫飞溅；

成分控制：对于镍铜合金的化学成分,要控制有害元素S≤0.015﹪,P≤0.020﹪,N≤0.008﹪, Ni≥60﹪, Cu=26-33﹪,Fe≤3.5﹪,其他化学元素达到相关镍铜合金标准要求；

加脱氧剂：镍铜合金熔炼过程中用0.15~2.5% CuLi合金或CuMg合金进行终脱氧,加结渣剂覆盖钢水表面,阻止钢水和空气接触；

冲氩浇注；烘烤碱酚醛树脂砂型温度≥180℃,在型腔内冲满氩气,镍铜合金出钢温度控制在1440-1470℃浇注；

热处理：对铸件进行消除应力处理，装炉时炉膛温度≤250℃,升温速度≤150℃/h,保温温度620℃士8℃，保温时间为每英寸壁厚延长至2小时,随炉冷至200℃出炉空冷,提高了强度性能；

［N］、［H］、［O］检测：控制镍铜合金铸件中［N］≤80ppm,［O］≤50ppm,［H］≤2ppm。