一种大型双相不锈钢铸钢件的冒口切割方法技术

本发明专利技术提供一种大型双相不锈钢铸钢件的冒口切割方法，包括，步骤A，固溶处理：将打箱后的整体双相不锈钢铸钢件进行固溶；步骤B，淬火处理：将步骤A中得到的双相不锈钢铸钢件进行水冷淬火；步骤C，冒口切割：将步骤B中得到的双相不锈钢铸钢件在室温状态下直接进行冒口切割。本发明专利技术主要解决现有技术中采用预热切割或火焰切割后容易产生裂纹的问题，采用本发明专利技术冒口切割方法可提高双相不锈钢铸钢件的冒口切割质量，并且容易操作，保证铸钢件制造质量。

【技术实现步骤摘要】
一种大型双相不锈钢铸钢件的冒口切割方法
本专利技术属于高合金钢件铸造生产领域，公开了一种大型双相不锈钢铸钢件的铸造生产方法，尤其涉及一种大型双相不锈钢铸钢件的冒口切割防开裂方法。
技术介绍
双相不锈钢（DuplexStainlessSteel，简称DSS）兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。双相不锈钢因其具有优异的抗应力腐蚀、点蚀和缝隙隧洞式腐蚀的能力，越来越受到人们的重视，经过几代的发展，逐渐成为与铁素体、奥氏体不锈钢并列的钢种，主要应用石油、天然气、化肥、造纸及食品设备等行业，具有很大的应用前景。随着双相不锈钢运用更加广泛，和重大装备制造业的发展需要，产品种类逐步增多，结构也更加复杂，重量也越来越大。对于本专利技术所述的双相不锈钢铸钢件，毛重26t以上，最大轮廓尺寸4300*3606*1200mm，最大壁厚387mm，最小壁厚80mm，属于大型工业级双相不锈钢铸钢件。其化学成分元素及质量百分比：C≤0.03%，Cr：18%~28%，Ni：3%~10%，Mo：2.0%~4.0%，Si≤1.5%，Mn≤1.5%，N：0.12%-0.20%，合金占比达到23%以上。现有技术中，通常切割冒口采用锤击敲断法、冷加工法、等离子、电火花、火焰切割等方法将冒口清除。但是对于大型铸钢件的冒口系统，冒口尺寸较大，一般冒口直径≥500mm，除了采用天然气割炬即火焰切割方法以外，其它方法实施起来难度大，生产成本高，效率低，满足不了批量现场生产所需。对于大型碳钢、低合金钢和部分高合金钢铸钢件来说，为了防止火焰切割冒口时，在铸钢件本体及冒口切割处产生裂纹，一般都采用铸钢件本体及冒口预热到一定温度后再切割，即所谓的预热切割。因此，一般铸钢件在打箱清砂工作完成后，铸钢件及冒口整体进炉或局部预热到100～500℃时，然后切除冒口，再进行热处理。但对于双相不锈钢铸钢件，铸钢件在打箱清砂工作完成后，采用预热切割，不但没有防止裂纹，铸钢件本体及其冒口切割过的地方反而很容易产生裂纹，导致铸钢件报废，产品质量不能保证。即使不预热，直接用火焰切割，也会在铸钢件及其冒口切割过的地方出现裂纹。因此，本领域需要提供一种更优的大型双相不锈钢铸钢件的冒口切割方法。
技术实现思路
由于双相不锈钢铸钢件的浇注凝固冷却过程中首先析出的是铁素体相，随着铁素体晶粒逐渐长大，直至凝固结束形成单相铁素体，粗大的铁素体晶粒会降低不锈钢的韧性。另外，双相不锈钢铸钢件若在砂箱内冷却缓慢，当处于600~800℃以及400~500℃温度范围内时，铸钢件组织中先后析出不同的脆性相，削弱晶间的结合力易形成裂纹源，使得双相不锈钢在铸造打箱和后续的冒口切割过程中极易产生裂纹。对于双相不锈钢铸钢件，如果按照常规铸钢件进行冒口切割预热（比如预热温度250~450℃）及切割后保温的工艺方法控制，势必将导致铸钢件切割区域在600~800℃以及400~500℃时停留时间过长，切割区域及其周边组织中析出不同的脆性相，塑性降低，导致铸钢件产生裂纹缺陷。本专利技术提供一种大型双相不锈钢铸钢件的冒口切割方法，主要解决现有技术中采用预热切割或火焰切割后容易产生裂纹的问题，采用本专利技术冒口切割方法可提高双相不锈钢铸钢件的冒口切割质量，并且容易操作，保证铸钢件制造质量。本专利技术的技术方案是：一种大型双相不锈钢铸钢件的冒口切割方法，包括以下步骤：步骤A，固溶处理：将打箱后的整体双相不锈钢铸钢件进行固溶；步骤B，淬火处理：将步骤A中得到的双相不锈钢铸钢件进行水冷淬火；步骤C，冒口切割：将步骤B中得到的双相不锈钢铸钢件在室温状态下直接进行冒口切割。本专利技术中，所述步骤A中的固溶阶段温度设定为1050~1150℃，升温速度为80~150℃/h，保温时间为5~10h，且在1~2min内转移水冷淬火。本专利技术中，所述步骤B中淬火前淬火槽内水温保持在20~40℃，且打开淬火槽内所有机械循环搅拌机构，使槽内各部位水流均匀；然后，将所述步骤A中得到双相不锈钢铸钢件浸入所述淬火槽内连续快速水冷，所述整体双相不锈钢铸钢件表面最高温度≤90℃后停止水冷淬火。本专利技术中，所述步骤C中切割设备采用大功率的粉末割枪，所述粉末割枪的使用参数为：氧气压力为9~15bar，氧气流量为110~170m3/h，天然气压力为1.5~2.5bar，天热气流量为11~19m3/h。为了更好地实现本专利技术，所述步骤C中，冒口切割余量为30mm~50mm。冒口切割余量即为冒口切割位置与铸钢件本体之间的距离，根据现场试验验证，在切割冒口时，冒口切割位置与铸钢件本体之间的距离≤30mm，切割冒口时的热量易导入铸钢件本体，使铸钢件本体温度上升过高，容易达到脆性温度区间；冒口切割位置与铸钢件本体之间的距离≥50mm，虽然切割冒口时的热量不易导入铸钢件本体，使铸钢件本体温度上升缓慢，不容易达到脆性温度区间400℃~500℃，铸钢件不容易开裂，但为后续冒口切割余量去除带来较大的工作量，降低生产效率。为了更好地实现本专利技术，所述双相不锈钢铸钢件的冒口切割过程中，采用红外测温仪实时测温，若冒口切割区域靠近铸钢件本体范围内温度超过200℃，则立即采用高压水管对切割区域进行水冷，冒口切割区域靠近铸钢件本体区域范围内温度降至50℃以下，停止水冷，继续进行切割。为了更好地实现本专利技术，针对冒口数量较多的双相不锈钢铸钢件，在冒口切割过程中，采用不同位置的冒口对称轮流切割方式进行切割，避免在同一区域连续切割，同时避免冒口切割区域热输入量过大，温度较高。采用本专利技术冒口切割方法，有效避免双相不锈钢铸钢件切割区域经过600~800℃以及400~500℃温度范围，抑制切割区域及其周边组织析出不同的脆性相，解决了铸钢件产生裂纹缺陷的问题。采用本专利技术方法，在利用现有常规设备手段的情况下，即可实现大型双相不锈钢铸钢件冒口切割过程中的防开裂的生产，操作简单，过程可控。经过批量运用，铸件没有发生过切割开裂的问题。本专利技术方法对其它不同类型和规格的双相不锈钢件或奥氏体不锈钢件铸造生产及冒口切割亦具有借鉴指导作用。具体实施方式双相不锈钢铸钢件在砂型内冷却时，因冷却条件的不同，会不同程度的在组织中析出脆性相，且铸态晶粒粗大，再加上铸钢件壁厚较大，冒口直径大，偏析现象较为明显，这些都会造成铸态双相不锈钢铸钢件不利的切割条件。铸态条件下，针对大型双相不锈钢铸钢件若直接切割冒口，容易造成铸钢件及其切割区域开裂。然而采用本专利技术冒口切割方法先固溶+淬火，改善了铸态组织，减小了偏析，改善了晶粒形态，再进行冒口切割时，则铸件及其冒口切割过的区域不容易产生裂纹。为了更清楚地说明本专利技术实施的技术方案，下面对本专利技术的技术方案做进一步的说明。一种大型双相不锈钢铸钢件的冒口切割方法，包括以下步骤：步骤A，固溶处理：将打箱后的整体双相不锈钢铸钢件进行固溶，固溶阶段温度设定为1050~1150℃，升温速度为80~150℃/h，保温时间为5~10h，且在1~2min内转移水冷淬火。步骤B，淬火处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大型双相不锈钢铸钢件的冒口切割方法，其特征在于，所述冒口切割方法包括以下步骤：步骤A，固溶处理：将打箱后的整体双相不锈钢铸钢件进行固溶；步骤B，淬火处理：将步骤A中得到的双相不锈钢铸钢件进行水冷淬火；步骤C，冒口切割：将步骤B中得到的双相不锈钢铸钢件在室温状态下直接进行冒口切割。

【技术特征摘要】
1.一种大型双相不锈钢铸钢件的冒口切割方法，其特征在于，所述冒口切割方法包括以下步骤：步骤A，固溶处理：将打箱后的整体双相不锈钢铸钢件进行固溶；步骤B，淬火处理：将步骤A中得到的双相不锈钢铸钢件进行水冷淬火；步骤C，冒口切割：将步骤B中得到的双相不锈钢铸钢件在室温状态下直接进行冒口切割。2.根据权利要求1所述一种大型双相不锈钢铸钢件的冒口切割方法，其特征在于，所述步骤A中的固溶阶段温度设定为1050~1150℃，升温速度为80~150℃/h，保温时间为5~10h，且在1~2min内转移水冷淬火。3.根据权利要求1所述一种大型双相不锈钢铸钢件的冒口切割方法，其特征在于，所述步骤B中淬火前淬火槽内水温保持在20~40℃，且打开淬火槽内所有机械循环搅拌机构，使槽内各部位水流均匀；然后，将所述步骤A中得到双相不锈钢铸钢件浸入所述淬火槽内连续快速水冷，所述整...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯周荣，马进，唐钟雪，雷永红，
申请(专利权)人：共享铸钢有限公司，
类型：发明
国别省市：宁夏,64