專利名稱：一種用于－41℃～－75℃低溫氣體壓縮機械的高鎳球鐵承壓部件的鑄造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐低溫球鐵鑄造方法，具體地說是涉及一種適用于-41 °C至-75°C之間工作溫度的低溫氣體壓縮機械的高鎳球鐵承壓部件的鑄造方法。
背景技術(shù)：
低溫氣體壓縮機械承壓部件的進氣溫度為_75°C，排氣溫度為_41°C至_48°C，吸排氣壓力范圍在O. 2^1. 6MPa之間，要求承壓部件在-75°C的低溫工況下有很高的沖擊韌性。對氣體承壓部件的材料要求特殊，如何使其能在惡劣的氣候環(huán)境中具有良好的耐低溫脆斷性、耐腐蝕性、較高的延伸率、承壓性，同時具有很小的線性膨脹系數(shù)和很高的低溫沖擊韌性，是低溫氣體壓縮機械承壓部件制造的關(guān)鍵。現(xiàn)行的常溫氣體壓縮機械部件材質(zhì)主要是灰鑄鐵、合金鑄鐵以及普通球墨鑄鐵， 由于在抗氧化、耐低溫脆斷性等方面的缺陷，無法滿足低溫氣體壓縮機械的使用工況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于一 41°C 一 75°C低溫氣體壓縮機械的高鎳球鐵承壓部件的鑄造方法，使用本發(fā)明鑄造方法鑄造的高鎳球鐵承壓部件能夠滿足一41°C 一 75°C低溫氣體壓縮機械的使用工況。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明用于一 41°C 一 75°C低溫氣體壓縮機械的高鎳球鐵承壓部件的鑄造方法包括以下步驟
與所述承壓部件的形狀、構(gòu)造相應(yīng)的造型制芯的步驟；
對鑄造所述承壓部件用金屬材料進行熔煉的步驟；
對熔煉后所得金屬熔液進行爐前球化、爐前孕育的步驟；
把爐前球化、爐前孕育后所得的金屬熔液在造型制芯后所得砂型內(nèi)進行澆注的步驟，澆注步驟包括隨流孕育和瞬時孕育的步驟；
對澆注后的承壓部件進行壓火打箱的步驟；
對所得承壓部件進行除砂、清理、打磨及拋丸的步驟；
所述對鑄造所述承壓部件用金屬材料熔煉的步驟中的金屬材料為高純生鐵、廢鋼和電解鎳，重量份分別為40 45份、24 29份和26 29份，所述高純生鐵中C的含量> 4. 1%(重量百分比)、Si的含量< I. 0% (重量百分比)、Mn的含量< O. 08% (重量百分比)、P的含量彡O. 04% (重量百分比)、S的含量彡O. 02% (重量百分比)，所述廢鋼中C的含量彡O. 040%(重量百分比)、Si的含量為(O. 034 O. 036)% (重量百分比)、Mn的含量為(O. 11 O. 13)% (重量百分比)、P的含量< O. 02% (重量百分比)、S的含量< O. 01% (重量百分比)，所述電解鎳中鎳和鈷的含量> 99. 96% (重量百分比)，其中鈷的含量< O. 02% (重量百分比)；所述熔煉采用的設(shè)備為中頻感應(yīng)電爐，熔煉過程包括先把26 29重量份的電解鎳加到中頻感應(yīng)電爐爐底，再放入40 45重量份的高純生鐵通電熔煉，爐溫達到132(Tl350°C時投入24 29重量份廢鋼，升溫至156(T158(TC時，靜置10分鐘凈化所得金屬熔液；所述爐前球化、爐前孕育的步驟中選用的球化劑為稀土鎂合金球化劑，該稀土鎂合金球化劑的粒度為5 25，包底加入量為I. 6 1. 8重量份，選用的孕育劑為硅鍶孕育劑，硅鍶孕育劑的粒度為1(Γ20，包底加入量為O. Γ0. 3重量份；所述澆注步驟中的隨流孕育和瞬時孕育步驟中選用的孕育劑也為硅鍶孕育劑，隨流孕育硅鍶孕育劑加入量為O. 6^0. 9重量份，瞬時孕育硅鍶孕育劑加入量為O. f O. 15重量份。采用本發(fā)明的鑄造方法鑄造的用于一 41°C 一 75°C低溫氣體壓縮機械的高鎳球鐵承壓部件性能優(yōu)越，經(jīng)檢測各項性能指標如下
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具體實施例方式本發(fā)明用于一 41°C 一 75°C低溫氣體壓縮機械的高鎳球鐵承壓部件的鑄造方法包括以下步驟
與所述承壓部件的形狀、構(gòu)造相應(yīng)的造型制芯的步驟。選用含硅量95%以上的呋喃樹脂自硬砂充型，制芯選用鉻鐵礦砂60%、高純度工業(yè)用碳化硅40%和呋喃樹脂攪拌而成，在適當?shù)奈恢梅胖媚猃埻笟饫K，在熱節(jié)部位放置隨型冷鐵，砂型表面涂刷兩遍鋯英粉涂料，涂層厚度O. 8^1. 1mm，依據(jù)球鐵石墨化二次膨脹補縮原理在頂面設(shè)置相應(yīng)的出氣冒口，澆注系統(tǒng)直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道的尺寸比例為6:9:4，演箱檢驗各部尺寸比例是否合適，合格后加封箱泥條合箱、夾緊，安放帶擋臟板、水口堵的澆口杯，安放二次隨流孕育漏斗，放入相應(yīng)比例的孕育劑，等待澆注。對鑄造所述承壓部件用金屬材料進行熔煉的步驟；
對熔煉后所得金屬熔液進行爐前球化、爐前孕育的步驟；
把爐前球化、爐前孕育后所得的金屬熔液在造型制芯后所得砂型內(nèi)進行澆注的步驟，澆注步驟包括隨流孕育和瞬時孕育的步驟；
澆注采用專用球鐵包，壓包方法為先加入球化劑、孕育劑，再加專用球鐵屑覆蓋搗實，采用凹坑沖入法，先出60%鐵水，待反應(yīng)結(jié)束后再出40%鐵水進行二次爐前孕育、打臟，澆注溫度控制在147(Tl490°C之間，澆注時做隨流孕育，引火引氣。對澆注后的承壓部件進行壓火打箱的步驟。3噸以下的承壓部件壓火48小時開箱，3. 5^7噸的承壓部件壓火72小時開箱，7噸以上的承壓部件壓火96小時開箱。對所得承壓部件進行除砂、清理、打磨及拋丸的步驟；
所述對鑄造所述承壓部件用金屬材料熔煉的步驟中的金屬材料為高純生鐵、廢鋼和電解鎳，重量份分別為40 45份、24 29份和26 29份，所述高純生鐵中C的含量> 4. 1%(重量百分比)、Si的含量< I. 0% (重量百分比)、Mn的含量< O. 08% (重量百分比)、P的含量彡O. 04% (重量百分比)、S的含量彡O. 02% (重量百分比)，所述廢鋼中C的含量彡O. 040%(重量百分比)、Si的含量為(O. 034 O. 036)% (重量百分比)、Mn的含量為(O. 11 O. 13)% (重量百分比)、P的含量< O. 02% (重量百分比)、S的含量< O. 01% (重量百分比)，所述電解鎳中鎳和鈷的含量> 99. 96% (重量百分比)，其中鈷的含量< O. 02% (重量百分比)；所述熔煉采用的設(shè)備為中頻感應(yīng)電爐，熔煉過程包括先把26 29重量份的電解鎳加到中頻感應(yīng)電爐爐底，再放入40 45重量份的高純生鐵通電熔煉，爐溫達到132(Tl350°C時投入24 29重量份廢鋼，升溫至156(T158(TC時，靜置10分鐘凈化所得金屬熔液；所述爐前球化、爐前孕育的步驟中選用的球化劑為稀土鎂合金球化劑，該稀土鎂合金球化劑的粒度為5 25，包底加入量為I. 6 1. 8重量份，選用的孕育劑為硅鍶孕育劑，硅鍶孕育劑的粒度為1(Γ20，包底加入量為O. Γ0. 3重量份；所述澆注步驟中的隨流孕育和瞬時孕育步驟中選用的孕育劑也為硅鍶孕育劑，隨流孕育硅鍶孕育劑加入量為O. 6^0. 9重量份，瞬時孕育硅鍶孕育劑加入量為O. f O. 15重量份。采用本發(fā)明的鑄造方法鑄造的用于一 41°C 一 75°C低溫氣體壓縮機械的高鎳球鐵承壓部件經(jīng)檢測，性能優(yōu)越，主要性能指標如下
權(quán)利要求
1.一種用于一 41°C 一 75°C低溫氣體壓縮機械的高鎳球鐵承壓部件的鑄造方法，包括以下步驟 與所述承壓部件的形狀、構(gòu)造相應(yīng)的造型制芯的步驟； 對鑄造所述承壓部件用金屬材料進行熔煉的步驟； 對熔煉后所得金屬熔液進行爐前球化、爐前孕育的步驟； 把爐前球化、爐前孕育后所得的金屬熔液在造型制芯后所得砂型內(nèi)進行澆注的步驟，澆注步驟包括隨流孕育和瞬時孕育的步驟； 對澆注后的承壓部件進行壓火打箱的步驟； 對所得承壓部件進行除砂、清理、打磨及拋丸的步驟； 其特征在于所述對鑄造所述承壓部件用金屬材料熔煉的步驟中的金屬材料為高純生鐵、廢鋼和電解鎳，重量份分別為40 45份、24 29份和26 29份，所述高純生鐵中C的含量> 4. 1% (重量百分比)、Si的含量< I. 0% (重量百分比)、Mn的含量< O. 08% (重量百分比)、P的含量彡O. 04% (重量百分比)、S的含量彡O. 02% (重量百分比)，所述廢鋼中C的含量彡O. 040% (重量百分比)、Si的含量為(O. 034 O. 036) % (重量百分比)、Mn的含量為(O. 11 O. 13)% (重量百分比)、P的含量< O. 02% (重量百分比)、S的含量< O. 01% (重量百分比)，所述電解鎳中鎳和鈷的含量> 99. 96%(重量百分比)，其中鈷的含量< O. 02%(重量百分t匕)；所述熔煉采用的設(shè)備為中頻感應(yīng)電爐，熔煉過程包括先把26 29重量份的電解鎳加到中頻感應(yīng)電爐爐底，再放入40 45重量份的高純生鐵通電熔煉，爐溫達到132(Tl350°C時投入24 29重量份廢鋼，升溫至156(T158(TC時，靜置10分鐘凈化所得金屬熔液；所述爐前球化、爐前孕育的步驟中選用的球化劑為稀土鎂合金球化劑，該稀土鎂合金球化劑的粒度為5 25，包底加入量為I. 6^1. 8重量份，選用的孕育劑為硅鍶孕育劑，硅鍶孕育劑的粒度為1(Γ20，包底加入量為O. f O. 3重量份；所述澆注步驟中的隨流孕育和瞬時孕育步驟中選用的孕育劑也為硅鍶孕育劑，隨流孕育硅鍶孕育劑加入量為O. 6^0. 9重量份，瞬時孕育硅鍶孕育劑加入量為O. Γ0. 15重量份。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于-41℃～-75℃低溫氣體壓縮機械的高鎳球鐵承壓部件的鑄造方法，本發(fā)明方法包括造型制芯、熔煉、爐前球化、爐前孕育、澆注、壓火打箱、除砂、清理、打磨及拋丸的步驟。熔煉的步驟中的金屬材料為高純生鐵、廢鋼和電解鎳，重量份分別為40～45份、24～29份和26～29份，熔煉過程為先把26～29重量份的電解鎳加到中頻感應(yīng)電爐爐底，再放入40～45重量份的高純生鐵通電熔煉，爐溫達到1320～1350℃時投入24～29重量份廢鋼，升溫至1560～1580℃時，靜置10分鐘凈化所得金屬熔液。使用本發(fā)明鑄造方法鑄造的高鎳球鐵承壓部件能夠滿足-41℃～-75℃低溫氣體壓縮機械的使用工況。
文檔編號B22D25/00GK102814488SQ20121034376
公開日2012年12月12日 申請日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者穆尚軍, 金鑫, 耿麗鑫, 蘇紅 申請人:遼寧遠宇重工機械有限公司