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防止大型铸 钢件表面产生橘皮 缺陷的 铸造方法

阅读：993发布：2020-05-14

专利汇可以提供防止大型铸钢件表面产生橘皮缺陷的铸造方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种防止大型铸钢件表面产生橘皮缺陷的铸造方法，包括造型、喷涂涂料、合箱浇注；其中，喷涂涂料包括喷涂第一层涂料层和喷涂第二层涂料层，所述第一层涂料层采用的涂料为刚玉粉涂料，第二层涂料层采用的涂料为锆英粉涂料，喷涂第一层涂料层的方法为，采用喷涂机将刚玉粉涂料喷涂在铸钢件型腔的表面上，喷涂厚度为0.2～0.3mm，喷涂第二层涂料层的方法为，采用喷涂机将锆英粉涂料喷涂在第一层涂料层上，喷涂厚度为0.2～0.3mm；本发明中，锆英粉涂料层与砂型的铬铁矿砂之间由刚玉粉涂料层隔离，锆英粉涂料层与铬铁矿砂之间不直接接触，这样不仅解决了刚玉粉涂料与钢水不直接接触的问题，而且还避免了锆英粉涂料与铬铁矿砂反应烧结的问题。，下面是防止大型铸钢件表面产生橘皮缺陷的铸造方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种防止大型铸钢件表面产生橘皮缺陷的铸造方法，其特征在于包括以下步骤：
造型：将铸钢件模具放入砂箱内，流砂，待砂型紧实后脱模，形成铸钢件砂型；
喷涂涂料：采用喷涂机对铸钢件砂型的型腔表面进行喷涂涂料，喷涂涂料包括喷涂第一层涂料层和喷涂第二层涂料层，所述第一层涂料层采用的涂料为刚玉粉涂料，第二层涂料层采用的涂料为锆英粉涂料，喷涂第一层涂料层的方法为，采用喷涂机将刚玉粉涂料喷涂在铸钢件型腔的表面上，喷涂厚度为0.2～0.3mm，喷涂第二层涂料层的方法为，采用喷涂机将锆英粉涂料喷涂在第一层涂料层上，喷涂厚度为0.2～0.3mm；
合箱浇注：将喷涂涂料完毕的铸钢件砂型合箱，浇注，待冷却后形成铸钢件。
2.如权利要求1所述的防止大型铸钢件表面产生橘皮缺陷的铸造方法，其特征在于：刚玉粉涂料的成分包括不小于98%含量的Al2O3、小于1%含量的SiO2。
3.如权利要求1所述的防止大型铸钢件表面产生橘皮缺陷的铸造方法，其特征在于：锆英粉涂料的成分包括不小于65%含量的ZrO2、小于33%含量的SiO2。
4.如权利要求1所述的防止大型铸钢件表面产生橘皮缺陷的铸造方法，其特征在于：在喷涂涂料步骤中，在喷涂第一层涂料层结束后，将铸钢件砂型自然晾干30min～3h，待第一层涂料层干燥后再实施喷涂第二层涂料层，其中，第一层涂料层干燥的检测方法为，用手指触摸第一层涂料层，第一层涂料层不沾手且第一层涂料层表面形状平整定型。
5.如权利要求1所述的防止大型铸钢件表面产生橘皮缺陷的铸造方法，其特征在于：在喷涂涂料之前还包括手工刷涂的步骤，手工刷涂的位置为喷涂不能覆盖到的铸钢件型腔的拐角位置、或者遮挡位置，手工刷涂的厚度为0.2～0.3mm，手工刷涂包括刚玉粉涂料手工刷涂和锆英粉涂料手工刷涂，刚玉粉涂料手工刷涂在喷涂第一层涂料层之前操作，锆英粉涂料手工刷涂在喷涂第二层涂料层之前操作。
6.如权利要求5所述的防止大型铸钢件表面产生橘皮缺陷的铸造方法，其特征在于：在手工刷涂之前还包括搅拌涂料的步骤，搅拌涂料的方法为：将刚玉粉涂料倒入搅拌罐内加水搅拌，至刚玉粉涂料的波美度达到80～90°Bé，将锆英粉涂料倒入搅拌罐内加水搅拌，至刚玉粉涂料的波美度达到80～90°Bé。
7.如权利要求1所述的防止大型铸钢件表面产生橘皮缺陷的铸造方法，其特征在于：在合箱浇注的步骤中，将喷涂涂料完毕的铸钢件砂型合箱后，采用热风风管沿着砂型的冒口插入至砂型型腔的内部，对砂型及涂料层进行烘干24h，上述热风风管内送入热风的温度为
150℃，以将涂料层内及砂型内的水分烘干，然后浇注，待冷却后形成铸钢件。

说明书全文

防止大型铸钢件表面产生橘皮 缺陷的 铸造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及砂型铸造涂料刷涂技术领域，尤其涉及一种防止大型铸钢件表面产生橘皮缺陷的铸造方法。

背景技术

[0002] 传统的大型铸钢件，采用树脂砂造型，其中面砂全部使用铬铁矿砂，主要成分为Cr2O3·Fe2O3，背砂全部使用硅，在铸钢件砂型脱模后刷涂或喷涂两遍刚玉粉涂料，总厚度为0.4 0.6mm，然后烘箱24h后进行浇注。其中缸类铸钢件，属于高合金或低合金产品，浇注~温度达到1560～1570℃，铸件壁厚60 500mm，铸件毛重为12 80t，加上浇冒系统等，铸件的~ ~
实际吨位将达到其毛重的2倍左右。这类铸件在落砂抛丸后，表面覆盖着类似桔皮状的、深度约为1 2mm的斑点，这些斑点有的较大，有的小至麻点，表面粗糙，凹凸不平，铸造行业称~
为桔皮缺陷。

[0003] 对不同材质的铸件抛丸后的桔皮缺陷表面进行化学成分测量，可以发现，无论是高合金还是低合金产品，Al元素含量范围均明显偏高，平均值达到6%左右，而铸件本体中Al元素的实际含量均在0.1%以内。这是由于在铸造过程中，在砂型的工作表面喷涂了刚玉粉涂料层，该涂料的主要成分为含量≥98%的Al2O3 ，由此可以推断，桔皮缺陷表面较高的Al元素含量主要是由刚玉粉涂料引入，桔皮缺陷和刚玉粉涂料有关。

[0004] 由于铸件吨位大，蓄热量大，持续高温时间长，对涂料的高温性能有较高的要求，尤其是合金铸件，浇注温度高，化学成分复杂，钢液在高温下都呈现弱酸性。铸件半成品施涂工艺为喷涂两遍刚玉粉涂料，厚度为0.4 0.6mm。而铸造现场使用的刚玉粉涂料，虽然熔~点较高，一般达到2000-2050℃，但在高温下呈弱碱性，遇到弱酸性钢液发生化学反应，产生桔皮缺陷。

[0005] 另外，大缸件铸件通常壁厚较大，结构成半圆柱型，在造型时法兰面朝上造型，冒口也设置在法兰面上，因此钢水浇注时的静压头较高。而刚玉粉涂料在钢水充型后的高温下强度相对较低，存在金属液向涂料中挤压渗透的现象，也会促进桔皮缺陷的产生。

[0006] 此缺陷的存在严重影响着铸件的表面质量，而且因粗糙度过高导致铸件无法进行超声波探伤。现有技术中，通常采用先气刨再机械铲磨的方法对铸件表面进行处理，达到去除桔皮缺陷的目的。但此种操作方式严重制约了后序的生产效率，并增加了生产成本。如果能够防止桔皮缺陷的产生，不仅可以降低铸件生产成本，同时将利于后序生产效率的提高。

发明内容

[0007] 有必要提出一种从根本上解决橘皮缺陷产生的防止大型铸钢件表面产生橘皮缺陷的铸造方法。

[0008] 一种防止大型铸钢件表面产生橘皮缺陷的铸造方法，包括以下步骤：造型：将铸钢件模具放入砂箱内，流砂，待砂型紧实后脱模，形成铸钢件砂型；
喷涂涂料：采用喷涂机对铸钢件砂型的型腔表面进行喷涂涂料，喷涂涂料包括喷涂第一层涂料层和喷涂第二层涂料层，所述第一层涂料层采用的涂料为刚玉粉涂料，第二层涂料层采用的涂料为锆英粉涂料，喷涂第一层涂料层的方法为，采用喷涂机将刚玉粉涂料喷涂在铸钢件型腔的表面上，喷涂厚度为0.2～0.3mm，喷涂第二层涂料层的方法为，采用喷涂机将锆英粉涂料喷涂在第一层涂料层上，喷涂厚度为0.2～0.3mm；
合箱浇注：将喷涂涂料完毕的铸钢件砂型合箱，浇注，待冷却后形成铸钢件。

[0009] 本发明中，锆英粉涂料层与砂型的铬铁矿砂之间由刚玉粉涂料层隔离，锆英粉涂料层与铬铁矿砂之间不直接接触，这样不仅解决了刚玉粉涂料与钢水不直接接触的问题，而且还避免了锆英粉涂料与铬铁矿砂反应烧结的问题。

[0010] 本发明的方法从根本上消除了铸钢件桔皮缺陷的产生，提高铸钢件表面质量的同时，减少气刨铲磨工作量，提高后序清理效率，后序清理工作环境也得到改善，大大降低铸件生产成本。

具体实施方式

[0011] 本发明实施例提供了一种防止大型铸钢件表面产生橘皮缺陷的铸造方法，包括以下步骤：造型：将铸钢件模具放入砂箱内，流砂，待砂型紧实后脱模，形成铸钢件砂型；
喷涂涂料：采用喷涂机对铸钢件砂型的型腔表面进行喷涂涂料，喷涂涂料包括喷涂第一层涂料层和喷涂第二层涂料层，所述第一层涂料层采用的涂料为刚玉粉涂料，第二层涂料层采用的涂料为锆英粉涂料，喷涂第一层涂料层的方法为，采用喷涂机将刚玉粉涂料喷涂在铸钢件型腔的表面上，喷涂厚度为0.2～0.3mm，喷涂第二层涂料层的方法为，采用喷涂机将锆英粉涂料喷涂在第一层涂料层上，喷涂厚度为0.2～0.3mm；
合箱浇注：将喷涂涂料完毕的铸钢件砂型合箱，浇注，待冷却后形成铸钢件。

[0012] 本发明中，先采用刚玉粉涂料将铸钢件型腔表面喷涂，形成耐高温层，然后在刚玉粉涂料层表面喷涂锆英粉涂料，形成隔离耐高温层，然后再在锆英粉涂料层形成的型腔内浇注钢水，由于，锆英粉涂料具有强度高、耐火度高的优点，锆英粉涂料直接与钢水接触，隔离了钢水与刚玉粉涂料层的直接接触，避免了刚玉粉涂料与钢水直接接触的酸碱反应，进而解决了铸钢件表面橘皮缺陷的产生。

[0013] 同时，由于锆英粉涂料的主要成份含量为ZrO2和SiO2，浇注时，钢水温度很高，在1540℃时锆英粉涂料会分解为ZrO2和SiO2，造型时采用的型砂的面砂为铬铁矿砂，而SiO2在
1400℃左右会与铬铁矿砂中的Fe2O3发生化学反应，形成铁橄榄石，这就是采用锆英粉涂料会导致铸件表面铬铁矿砂烧结的原因。因此，如果仅用锆英粉涂料替代刚玉粉涂料，或者将二者混合形成涂料层，均存在解决了桔皮缺陷的同时又会导致因烧结造成落砂和砂子回收难等新问题产生。

[0014] 所以，本发明中，锆英粉涂料层与砂型的铬铁矿砂之间由刚玉粉涂料层隔离，锆英粉涂料层与铬铁矿砂之间不直接接触，这样不仅解决了刚玉粉涂料与钢水不直接接触的问题，而且还避免了锆英粉涂料与铬铁矿砂反应烧结的问题。

[0015] 进一步，刚玉粉涂料的成分包括不小于98%含量的Al2O3、小于1%含量的SiO2。

[0016] 进一步，锆英粉涂料的成分包括不小于65% 含量的ZrO2、小于33%含量的SiO2。

[0017] 进一步，在喷涂涂料步骤中，在喷涂第一层涂料层结束后，将铸钢件砂型自然晾干30min～3h，待第一层涂料层干燥后再实施喷涂第二层涂料层，其中，第一层涂料层干燥的检测方法为，用手指触摸第一层涂料层，第一层涂料层不沾手且第一层涂料层表面形状平整定型。

[0018] 若第一层涂料层不干燥，在第二层涂料层喷涂时，由于喷涂机的压力较大，会将未干燥的第一层涂料层的表面冲刷的不平整，甚至将第一层涂料层冲刷至露出砂型表面，导致第二层涂料层直接与砂型接触，造成铸钢件表面烧结的问题。

[0019] 进一步，在喷涂涂料之前还包括手工刷涂的步骤，手工刷涂的位置为喷涂不能覆盖到的铸钢件型腔的拐角位置、或者遮挡位置，手工刷涂的厚度为0.2～0.3mm，手工刷涂包括刚玉粉涂料手工刷涂和锆英粉涂料手工刷涂，刚玉粉涂料手工刷涂在喷涂第一层涂料层之前操作，锆英粉涂料手工刷涂在喷涂第二层涂料层之前操作。

[0020] 比较于单独采用喷涂涂料的方法，或者先喷涂涂料后手工刷涂涂料的方法，该技术方案是先手工刷涂，然后再喷涂，这样的好处在于，先人工将铸件型腔的拐角位置、或者遮挡位置手工刷涂，刷涂厚度可以人为控制达到0.3mm，然后喷涂，喷涂涂料将这些位置部分覆盖，或者不覆盖，即使不覆盖，也不存在遗漏喷涂或遗漏刷涂的位置；如果先喷涂后手工刷涂，喷涂时那些拐角位置、遮挡位置由于喷涂压力很大，也会表面覆盖一些涂料层，但是厚度是达不到工艺要求的0.3mm的要求，而此时这些位置已经被涂料层覆盖，在人工补充刷涂时，肉眼观察到的现象是这些位置已经覆盖涂料层，并不能发现涂料层的厚度是不合格的，所以这些位置就会被手工刷涂时遗漏，导致这些位置成为涂料的薄弱点。

[0021] 进一步，在手工刷涂之前还包括搅拌涂料的步骤，搅拌涂料的方法为：将刚玉粉涂料倒入搅拌罐内加水搅拌，至刚玉粉涂料的波美度达到80～90°Bé，将锆英粉涂料倒入搅拌罐内加水搅拌，至刚玉粉涂料的波美度达到80～90°Bé。

[0022] 进一步，在合箱浇注的步骤中，将喷涂涂料完毕的铸钢件砂型合箱后，采用热风风管沿着砂型的冒口插入至砂型型腔的内部，对砂型及涂料层进行烘干24h，上述热风风管内送入热风的温度为150℃，以将涂料层内及砂型内的水分烘干，然后浇注，待冷却后形成铸钢件。

[0023] 本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。

[0024] 以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

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