用于铸造压力盘铸件的铁液和压力盘铸件的铸造方法 |
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| 申请号 | CN201310514224.X | 申请日 | 2013-10-25 | 公开(公告)号 | CN104561750A | 公开(公告)日 | 2015-04-29 |
| 申请人 | 河南星鹏铸件有限责任公司; | 发明人 | 林宗仕; 郑建华; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种用于 铸造 压 力 盘铸件的 铁 液和压力盘铸件的铸造方法，该方法将所述铁液和孕育剂置于压力盘铸型中进行浇注，经保温、冷却，得到压力盘铸件；所述铁液包含：3.1%～3.2%的C；1.75%～1.85%的Si；0.8%～0.9%的Mn；大于0且在0.05%以下的P；大于0且在0.1%以下的S；0.2%～0.25%的Cu；0.25%～0.3%的Cr；0.06%～0.07%的Sn；大于0且在0.02%以下的Ti；余量为Fe。本发明把铁液的化学成分的含量调整成上述范围，其中， 钛 的含量控制在0.02%以下，能消除压力盘铸件的热节处的缩松 缺陷 ，从而降低生产不良率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于铸造压力盘铸件的铁液，包含如下含量百分比的成分： |
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| 说明书全文 | 用于铸造压力盘铸件的铁液和压力盘铸件的铸造方法技术领域[0001] 本发明涉及铸造技术领域，特别涉及一种用于铸造压力盘铸件的铁液和压力盘铸件的铸造方法。 背景技术[0002] 压力盘铸件是重型工程车叉车系统的关键铸件，属于安全件。压力盘铸件的结构如图1和图2所示，图1为压力盘铸件的主视图，图2为压力盘铸件的侧视图。当生产牌号为HT250的压力盘铸件时，技术要求为：抗拉强度≥250MPa，硬度为180HB～255HB。目前，压力盘铸件一般是在多触头高压造型自动生产线上进行铸造生产。铸造时，首先把压力盘铸件的上、下模具型板分别放入型板框内进行紧固，然后把所述型板框吊入造型机的上、下型板框定位套中，喷洒分型液，调整好造型机的压实力，并调整好浇口杯挖掘位置后，开始造型；造好型后，采用孕育剂和熔炼好的铁液进行浇注；浇注完毕后，经保温、冷却等，得到压力盘铸件。 [0003] 其中，模具的砂箱尺寸可以为800mm×700mm×350/300mm。上模具（上箱）可以如图3所示，图3为压力盘铸件的造型上箱图；铸造工艺设计可以参见图4，图4为压力盘铸件的铸造工艺图。在图3和图4中，压力盘铸件为每型2件；直浇道为φ32mm，所述直浇道下面设置有一个尺寸为60mm×60mm×22mm的泡沫陶瓷过滤片，在所述过滤片与横浇道之2 2 间设置有一个面积为690mm 的阻流面，所述横浇道的面积为870mm，有三个内交口的面积 2 2 均为120mm，冒口的尺寸为φ56mm×φ70mm×120mm，冒口颈的面积为240mm，四个内交口 2 的面积总和为600mm，浇注系统各横截面面积比例为：F直浇道：F阻流面：F横浇道：F内交口=961:690:870:600。熔炼好的铁液的化学成分为：3.1%～3.2%的C；1.75%～1.85%的Si；0.8%～0.9%的Mn；0.05%以下的P；0.1%以下的S；0.2%～0.25%的Cu；0.25%～0.3%的Cr；0.06%～0.07%的Sn；大于0.02%的Ti；余量为Fe。 发明内容[0005] 为了解决以上技术问题，本发明提供一种用于铸造压力盘铸件的铁液和压力盘铸件的铸造方法，该方法能使压力盘铸件的热节处避免出现缩松缺陷，生产不良率较低。 [0006] 本发明提供一种用于铸造压力盘铸件的铁液，包含如下含量百分比的成分： [0007] 3.1%～3.2%的C； [0008] 1.75%～1.85%的Si； [0009] 0.8%～0.9%的Mn； [0010] 大于0且在0.05%以下的P； [0011] 大于0且在0.1%以下的S； [0012] 0.2%～0.25%的Cu； [0013] 0.25%～0.3%的Cr； [0014] 0.06%～0.07%的Sn； [0015] 大于0且在0.02%以下的Ti； [0016] 余量为Fe。 [0017] 优选的，所述铁液包含0.014%～0.016%的Ti。 [0018] 优选的，所述铁液的温度为1520℃～1530℃。 [0019] 本发明提供一种压力盘铸件的铸造方法，包括： [0020] 将铁液和孕育剂置于压力盘铸型中进行浇注，经保温、冷却，得到压力盘铸件； [0021] 所述铁液包含如下含量百分比的成分： [0022] 3.1%～3.2%的C； [0023] 1.75%～1.85%的Si； [0024] 0.8%～0.9%的Mn； [0025] 大于0且在0.05%以下的P； [0026] 大于0且在0.1%以下的S； [0027] 0.2%～0.25%的Cu； [0028] 0.25%～0.3%的Cr； [0029] 0.06%～0.07%的Sn； [0030] 大于0且在0.02%以下的Ti； [0031] 余量为Fe。 [0032] 优选的，所述铁液包含0.014%～0.016%的Ti。 [0033] 优选的，所述铁液的温度为1520℃～1530℃。 [0034] 优选的，所述孕育剂包含如下含量百分比的成分： [0035] 72%～78%的Si； [0036] 2.2%～2.6%的Ba； [0037] 0.5%～1.0%的Ca； [0038] 1.0%～1.5%的Al； [0039] 余量为Fe。 [0040] 优选的，浇注时，所述孕育剂的孕育方式包括浇包内孕育和随流瞬时孕育。 [0041] 优选的，进行浇包内孕育的孕育剂的粒度为3mm～8mm； [0042] 进行随流瞬时孕育的孕育剂的粒度为0.2mm～0.8mm。 [0043] 优选的，所述浇注的温度为1375℃～1390℃。 [0044] 与现有技术相比，本发明提供的铸造方法以所述铁液为铸造原料，将其和孕育剂置于压力盘铸型中进行浇注，经保温、冷却，得到压力盘铸件；所述铁液包含：3.1%～3.2%的C；1.75%～1.85%的Si；0.8%～0.9%的Mn；大于0且在0.05%以下的P；大于0且在0.1%以下的S；0.2%～0.25%的Cu；0.25%～0.3%的Cr；0.06%～0.07%的Sn；大于0且在0.02%以下的Ti；余量为Fe。本发明把铁液的化学成分的含量调整成上述范围，其中，钛的含量控制在0.02%以下，能消除压力盘铸件的热节处的缩松缺陷，从而降低生产不良率。 实践表明，本发明铸造压力盘铸件产品的生产不良率在2%以下。 附图说明 [0045] 图1为压力盘铸件的主视图； [0046] 图2为压力盘铸件的侧视图； [0047] 图3为压力盘铸件的铸造造型上箱图； [0048] 图4为压力盘铸件的铸造工艺图。 具体实施方式[0050] 本发明提供了一种用于铸造压力盘铸件的铁液，包含如下含量百分比的成分： [0051] 3.1%～3.2%的C； [0052] 1.75%～1.85%的Si； [0053] 0.8%～0.9%的Mn； [0054] 大于0且在0.05%以下的P； [0055] 大于0且在0.1%以下的S； [0056] 0.2%～0.25%的Cu； [0057] 0.25%～0.3%的Cr； [0058] 0.06%～0.07%的Sn； [0059] 大于0且在0.02%以下的Ti； [0060] 余量为Fe。 [0061] 采用本发明提供的铁液铸造压力盘铸件，能消除压力盘铸件的热节处的缩松缺陷，从而降低生产不良率。 [0063] 具体的，除去铁元素外，所述铁液包含3.1%～3.2%的C，优选包含3.14%～3.16%的C；所述铁液包含1.75%～1.85%的Si，优选包含1.76%～1.83%的Si；所述铁液包含0.8%～0.9%的Mn，优选包含0.95%～0.97%的Mn；所述铁液包含大于0且在0.05%以下的P，优选包含0.025%～0.035%的P；所述铁液包含大于0且在0.1%以下的S，优选包含 0.06%～0.07%的S。 [0064] 所述铁液主要用于制造重要铸件，采用所述铁液铸造的铸件具有较高的强度和硬度以及良好的耐磨性能等特点。 [0065] 同时，所述铁液还包含一些其他元素，以达到标准要求。 [0066] 具体的，所述铁液包含0.2%～0.25%的Cu，优选包含0.21%～0.24%的Cu；所述铁液包含0.25%～0.3%的Cr，优选包含0.26%～0.28%的Cr；所述铁液包含0.06%～0.07%的Sn，优选包含0.061%～0.069%的Sn；所述铁液包含大于0且在0.02%以下的Ti，优选包含0.014%～0.016%的Ti。 [0067] 其中，本发明主要将钛的含量控制在0.02%以下，能避免压力盘铸件的热节处出现缩松缺陷，从而降低生产不良率。 [0068] 另外，本发明对所述铁液的熔炼没有特殊限制，如可以在3吨中频感应电炉中进行熔炼，每炉可熔炼铁液3000公斤。 [0070] 所述炉料中各组分均为本领域技术人员所熟知的，如生铁可以是低P、S、Ti含量的晋源生铁，废钢可以是低P、S、Ti含量的优质钢素废钢，回炉料可以是灰铁浇冒口及其废品。所述生铁、废钢和回炉料的配比可以为20%：30%：50%，增加废钢的配比，再加入其余组分，进一步调整铁液的最终成分。 [0071] 铸造压力盘铸件时，所述铁液的温度优选为1520℃～1530℃，方可出铁进行后续生产。 [0072] 相应的，本发明提供了一种压力盘铸件的铸造方法，包括： [0073] 将铁液和孕育剂置于压力盘铸型中进行浇注，经保温、冷却，得到压力盘铸件； [0074] 所述铁液包含如下含量百分比的成分： [0075] 3.1%～3.2%的C； [0076] 1.75%～1.85%的Si； [0077] 0.8%～0.9%的Mn； [0078] 大于0且在0.05%以下的P； [0079] 大于0且在0.1%以下的S； [0080] 0.2%～0.25%的Cu； [0081] 0.25%～0.3%的Cr； [0082] 0.06%～0.07%的Sn； [0083] 大于0且在0.02%以下的Ti； [0084] 余量为Fe。 [0085] 本发明提供的压力盘铸件的铸造方法属于铸造工程的项目领域，主要通过降低铁液中钛的含量，解决了压力盘铸件热节处容易缩松的产品缺陷问题，从而降低生产不良率。 [0086] 本发明实施例用叉车将装有铁液的转运包运送至浇注工段，然后将铁液和孕育剂置于压力盘铸型中进行浇注，经保温、冷却，得到压力盘铸件。 [0087] 本发明以铁液为铸造原料，所述铁液的主要成分是铁（Fe）、碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）、硫（S）和磷（P）。 [0088] 具体的，除去铁元素外，所述铁液包含3.1%～3.2%的C，优选包含3.14%～3.16%的C；所述铁液包含1.75%～1.85%的Si，优选包含1.76%～1.83%的Si；所述铁液包含0.8%～0.9%的Mn，优选包含0.95%～0.97%的Mn；所述铁液包含大于0且在0.05%以下的P，优选包含0.025%～0.035%的P；所述铁液包含大于0且在0.1%以下的S，优选包含 0.06%～0.07%的S。 [0089] 所述铁液主要用于制造重要铸件，采用所述铁液铸造的铸件具有较高的强度和硬度以及良好的耐磨性能等特点。 [0090] 同时，所述铁液还包含一些其他元素，以达到标准要求。 [0091] 具体的，所述铁液包含0.2%～0.25%的Cu，优选包含0.21%～0.24%的Cu；所述铁液包含0.25%～0.3%的Cr，优选包含0.26%～0.28%的Cr；所述铁液包含0.06%～0.07%的Sn，优选包含0.061%～0.069%的Sn；所述铁液包含大于0且在0.02%以下的Ti，优选包含0.014%～0.016%的Ti。 [0092] 其中，本发明主要将钛的含量控制在0.02%以下，能消除压力盘铸件的热节处的缩松缺陷，从而降低生产不良率。 [0093] 另外，本发明对所述铁液的熔炼没有特殊限制，如可以在3吨中频感应电炉中进行熔炼，每炉可熔炼铁液3000公斤。 [0094] 在本发明的一个实施例中，在3吨中频感应电炉中加入（新）生铁、废钢、回炉料、75硅铁、锰铁、铜、烙铁和锡粒进行熔化，炉料熔炼后进行扒渣，得到铁液。 [0095] 所述炉料中各组分均为本领域技术人员所熟知的，如生铁可以是低P、S、Ti含量的晋源生铁，废钢可以是低P、S、Ti含量的优质钢素废钢，回炉料可以是灰铁浇冒口及其废品。所述生铁、废钢和回炉料的配比可以为20%：30%：50%，增加废钢的配比，再加入其余组分，进一步调整铁液的最终成分。 [0096] 所述铁液的化学成分调整到位后，本发明实施例将其升温至1520℃～1530℃，方可开始出铁。也就是说，所述铁液的温度优选为1520℃～1530℃。 [0097] 本发明实施例可以先将生铁、废钢和回炉料进行熔炼，然后扒渣，升温至1400℃～1450℃，再加入75硅铁、锰铁、铜、烙铁和锡粒进行调整，调整后的铁液的化学成分符合控制标准要求后，升温至1520℃～1530℃，方可出铁水。 [0098] 得到铁液后，本发明实施例通过转运包用叉车将其运转到浇注工段，采用孕育剂进行孕育并浇注，以得到浇注后的产品。 [0099] 铸造时加入孕育剂进行孕育的主要作用包括：促进石墨化，降低白口倾向；提高抗拉强度等力学性能；细化晶粒，均匀组织；减少铸件内应力等。一般来说，孕育剂可以包含铁（Fe）、硅（Si）、钙（Ca）、钡（Ba）、铝（Al）和锰（Mn）等元素。 [0100] 在本发明中，除去铁元素外，所述孕育剂优选包含72%～78%的Si，更优选包含74%～76%的Si；所述孕育剂优选包含2.2%～2.6%的Ba，更优选包含2.3%～2.5%的Ba； 所述孕育剂优选包含0.5%～1.0%的Ca，更优选包含0.6%～0.9%的Ca；所述孕育剂优选包含1.0%～1.5%的Al，更优选包含1.1%～1.2%的Al。本发明所述孕育剂为硅钡孕育剂，利于综合应用。 [0101] 浇注时，所述孕育剂的孕育方式优选包括浇包内孕育和随流瞬时孕育。所述浇包内孕育也就是将铁液和孕育剂倒入浇（注）包内进行孕育，本发明优选先将孕育剂加入浇包内，接着将铁液倒入所述浇包内，扒渣之后进行测温，再将所述浇包推运至浇注机处进行浇注；所述随流瞬时孕育也就是将铁液和孕育剂同时倒入浇注机，浇注的同时进行孕育。 [0102] 在本发明中，进行浇包内孕育的孕育剂的粒度优选为3mm～8mm，更优选为5mm～7mm；进行随流瞬时孕育的孕育剂的粒度优选为0.2mm～0.8mm，更优选为0.3mm～0.5mm。 在本发明的一个实施例中，进行包内孕育的孕育剂的用量可为铁液质量的0.4%；进行随流孕育的孕育剂的用量可为铁液质量的0.1%。 [0103] 本发明工艺规定的开浇温度为1375℃～1390℃，也就是所述浇注的温度优选为1375℃～1390℃，更优选为1380℃～1385℃。 [0104] 铸型浇注完成后，铸件在砂型内径过保温、冷却，保温、冷却的总的时间可以为2小时，最后进行落砂，得到铸件。 [0105] 本发明实施例将所述铸件用鳞板输送机运送至清理车间，除去砂块后，把所述铸件吊在吊钩上，送入抛丸清理室进行初次抛丸清理，接着进行外观和内腔质量检验，合格后进行冒口颈、内浇口及披缝打磨，再进行第二次抛丸，经浸漆及晾干，最后转入成品库进行包装，得到可发货的成品压力盘铸件。 [0106] 实践表明，本发明铸造压力盘铸件产品的生产不良率在2%以下。 [0107] 需要说明的是，本发明对压力盘铸型没有特殊限制；所述浇注、扒渣、保温、冷却等均为本领域技术人员熟知的工序。在本发明中，铁液的化学成分采用本领域技术人员熟知的光谱分析测试得到；成分比例均为含量百分比，所述含量为质量含量。 [0108] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的用于铸造压力盘铸件的铁液和压力盘铸件的铸造方法进行具体描述。 [0109] 以下实施例中使用的生铁、废钢的主要化学成分分别参见表1、表2，表1为实施例所用生铁的主要化学成分，表2为实施例所用废钢的主要化学成分；以下实施例中所用回炉料为原铸件的报废钢件及浇冒口系统材料。 [0110] 表1为实施例所用生铁的主要化学成分 [0111]成分 C Si Mn P S Cr Ti 含量（%） ≥3.3 1.3～2.4≤0.8 ≤0.1 ≤0.06 ≤0.07 ≤0.08 [0112] 表2为实施例所用废钢的主要化学成分 [0113] [0114] 实施例1 [0115] 按照图1至图4，把压力盘产品的上、下模具型板分别放入型板框内进行紧固，紧固好后把所述型板框吊入两工位造型机的上、下型板框定位套中，喷洒分型液，调整造型机的压实力至0.6MPa，并调整好浇口杯挖掘位置，然后开始造型，造好型后检测型腔内部完好后，合型等待浇注。 [0116] 在3吨中频感应电炉中加入600kg生铁、900kg废钢和1500kg回炉料进行熔炼，当其全部熔化后进行扒渣，升温至1450℃，再加入75硅铁、锰铁、铜、烙铁和锡粒进行调整，调整后的铁液的化学成分符合控制标准要求后，升温至1520℃，得到除铁元素之外的化学成分如表3所示的铁液，表3为实施例1所用铁液的主要化学成分。 [0117] 当铁液称重显示屏上出现600kg±10kg时，用叉车将装有铁液的转运包运送至浇注工段，将2.4kg孕育剂倒入浇包内，接着将所述铁液倒入所述浇包内，撒入除渣剂进行扒渣，扒渣之后进行测温，再将所述浇包推运至浇注机处进行浇注，开浇温度为1375℃～1390℃；在进行浇注时，开启随流孕育装置，按0.1%设定的流量加入孕育剂进行浇口杯随流孕育。所述孕育剂的化学成分和粒度参见表4，表4为实施例1所用孕育剂的主要技术参数。 [0118] 此包铁液共浇注9型铸件，从电炉出铁到浇注完毕共用8分钟。铸型浇注完成后，铸件在砂型内径过保温、冷却，保温、冷却的总的时间为2小时，最后进行落砂，得到铸件。 [0119] 将所述铸件用鳞板输送机运送至清理车间，除去砂块后，把所述铸件吊在吊钩上，送入抛丸清理室进行初次抛丸清理，接着进行外观和内腔质量检验，合格后进行冒口颈、内浇口及披缝打磨，再进行第二次抛丸，经浸漆及晾干，最后转入成品库进行包装，得到除铁元素之外的最终化学成分如表5所示的成品压力盘铸件，表5为实施例1所得压力盘铸件的主要化学成分。 [0120] 所得压力盘铸件单重20.46kg；该产品生产不良率为2%。 [0121] 表3为实施例1所用铁液的主要化学成分 [0122] [0123] 表4为实施例1所用孕育剂的主要技术参数 [0124] [0125] 表5为实施例1所得压力盘铸件的主要化学成分 [0126] [0127] 实施例2 [0128] 本实施例的造型的工序与实施例1相同。 [0129] 在3吨中频感应电炉中加入600kg生铁、900kg废钢和1500kg回炉料进行熔炼，当其全部熔化后进行扒渣，升温至1400℃，再加入75硅铁、锰铁、铜、烙铁和锡粒进行调整，调整后的铁液的化学成分符合控制标准要求后，升温至1530℃，得到除铁元素之外的化学成分如表6所示的铁液，表6为实施例2所用铁液的主要化学成分。 [0130] 当铁液称重显示屏上出现600kg±10kg时，用叉车将装有铁液的转运包运送至浇注工段，将2.4kg孕育剂倒入浇包内，接着将所述铁液倒入所述浇包内，撒入除渣剂进行扒渣，扒渣之后进行测温，再将所述浇包推运至浇注机处进行浇注，开浇温度为1375℃～1390℃；在进行浇注时，开启随流孕育装置，按0.1%设定的流量加入孕育剂进行浇口杯随流孕育。所述孕育剂的化学成分和粒度参见表7，表7为实 [0131] 施例2所用孕育剂的技术参数。 [0132] 本实施例的后续工序与实施例1相同，所得产品生产不良率为0.9%。 [0133] 表6为实施例2所用铁液的主要化学成分 [0134] [0135] 表7为实施例2所用孕育剂的主要技术参数 [0136] [0137] 由以上实施例可知，本发明采用化学成分含量调整后的铁液来铸造压力盘铸件，其中，钛的含量控制在0.02%以下，能消除压力盘铸件的热节处的缩松缺陷，从而降低生产不良率。实践表明，本发明铸造压力盘铸件产品的生产不良率在2%以下。 [0138] 以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。 |
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