耐热钢的冶炼及其适用于涡轮增压器壳体类结构的铸造方法技术

本发明专利技术提供了耐热钢的冶炼及其适用于涡轮增压器壳体类结构的铸造方法，属于械制造技术领域。耐热钢的冶炼及其适用于涡轮增压器壳体类结构的铸造方法，包括冶炼配比、适用于所述冶炼配比的铸造方法，所述冶炼配比包括配方A、配方B，所述铸造方法包括如下步骤：步骤一、熔炼，步骤二、造型下芯，步骤三、合箱浇注，步骤四、落砂，步骤四、落砂。本发明专利技术提供的耐热钢新型配比方案，在耐高温的基础上，进一步的降低经济成本，并针对涡轮增压器壳体类结构的铸造，提供一种高质量的铸造方法。提供一种高质量的铸造方法。提供一种高质量的铸造方法。

【技术实现步骤摘要】
耐热钢的冶炼及其适用于涡轮增压器壳体类结构的铸造方法


[0001]本专利技术属于械制造
，具体涉及耐热钢的冶炼及其适用于涡轮增压器壳体类结构的铸造方法。

技术介绍

[0002]耐热钢是指在高温下具有较高的强度和良好的化学稳定性的合金钢。它包括抗氧化钢(或称高温不起皮钢)和热强钢两类。抗氧化钢一般要求较好的化学稳定性，但承受的载荷较低。热强钢则要求较高的高温强度和相应的抗氧化性。耐热钢常用于制造锅炉、汽轮机、动力机械、工业炉和航空、石油化工等工业部门中在高温下工作的零部件。
[0003]这些部件除要求高温强度和抗高温氧化腐蚀外，根据用途不同还要求有足够的韧性、良好的可加工性和焊接性，以及一定的组织稳定性。此外，还发展出一些新的低铬镍抗氧化钢种。
[0004]近几年,汽车工业涡轮增压技术飞速发展,涡轮增压器壳体作为涡轮增压器的核心部件.是涡壳增压器产生动力的载体，直接决定了涡轮增压器的性能和寿命。目前,市场上大多数涡轮增压器壳体采用镍基耐热材料铸造成型，此类材质耐高温可达1050℃，但贵重合金(镍)含量大，成本偏高。如果能够选用一种材质在能够满足涡轮增压器工作的工况条件下，同时减少使用不可再生的合金资源(如镍)，那么无论从节约能源或是从降低成本的角度考虑，其意义都是非常巨大的。
[0005]如专利113441679、优化了耐热钢的铸造方法，但对于不同组成参数耐热钢铸造特性间的差异并未加以考虑，该方法使用范围较广，但是对于单一型号钢材的铸造针对性优化并不明显。
[0006]专利106086710，采用稀土材料为核心的性能提升设计，制造成本较高，原材料供给及销售受影响较大，不利于市场化大规模使用。
[0007]故，需要设计一种制造成本低廉、耐热性能良好、原材料供给稳定的新型耐热钢，并针对该钢材的特性设计适用于壳体结构的专用浇筑方法。

技术实现思路

[0008]本专利技术所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供制造成本低廉、耐热性能良好的耐热钢的冶炼及其适用于涡轮增压器壳体类结构的铸造方法。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
[0010]耐热钢的冶炼及其适用于涡轮增压器壳体类结构的铸造方法，包括冶炼配比、适用于所述冶炼配比的铸造方法，
[0011]所述冶炼配比包括配方A、配方B，
[0012]所述配方A的原材料配比为：
[0013]其原料以废钢为主，所添加的各合金元素的化学成分质量占总质量的百分比为:碳0.3％
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0.5％，硅1.6％
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2.1％，锰9.5％
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11.5％，磷≤0.04％，硫≤0.03％，铬20.0％
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22.0％，镍3.0％
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4.0％，铌0.4％
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0.6％，氮≤0.25％，钒≤0.2％,钼0.2％
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0.4％：
[0014]所述配方B的原材料配比为：
[0015]其原料以低碳钢为主,所添加的各合金元素的化学成分质量占总质量的百分比为:碳0.3％
‑
0.5％，硅1.75％
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2.1％，锰9.5％
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11.5％，磷≤0.04％，硫≤0.03％，铬21.0％
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22.0％，镍5.0％
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6％，铌0.55％
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0.7％，氮0.20％
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0.4％，钒≤0.2％,钼≤0.2％：
[0016]所述铸造方法包括如下步骤：
[0017]步骤一、熔炼；
[0018]将对应配比量的硅、锰、铬、钼、镍、氮、钒等元素置入中频感应电炉进行熔炼，熔炼温度为1650℃～1700℃,在此温度范围内对炉中钢水进行取样分析，用光谱分析仪检测其各化学成分质量分数，并根据检测数据进行成分调整直至其成分满足要求为止；
[0019]熔炼之后向炉中撒入除渣剂,用扒渣棒除去浮渣；
[0020]步骤二、造型下芯:
[0021]全自动造型机完成涡轮增压器壳体类结构的造型之后，将砂芯放入型腔内，要求不能与型砂磕碰掉砂，平整放入型腔之后砂芯不摆动；
[0022]步骤三、合箱浇注:
[0023]全自动合箱机合箱，传送待浇:
[0024]将炉中钢水转置入浇包内，此过程出炉温度控制在1650℃～1680℃，出炉后浇包内钢水的温度下降速率约为8
‑
12℃/分钟，浇注前采用测温枪测量浇包内钢水温度，当温度降至1560
‑
1620℃时,开始浇注,浇注时要匀速摇动浇包转环不可浇注过猛亦不能断流，浇注末箱测温，温度不低于1530℃；
[0025]步骤四、落砂:
[0026]浇注完毕45分钟后落砂开箱，把铸件毛坯件按顺序整齐堆放
[0027]所述配方A进一步的优选配比为：
[0028]其原料以废钢为主，所添加的各合金元素的化学成分质量占总质量的百分比为:碳0.4％，硅1.85％，锰10.5％，磷0.04％，硫0.03％，铬21.0％，镍3..5％，铌0.5％，氮0.1％，钼0.3％。
[0029]所述配方B进一步的优选配比为：
[0030]其原料以低碳钢为主,所添加的各合金元素的化学成分质量占总质量的百分比为:碳0.4％，硅1.95％，锰10.5％，磷≤0.04％，硫≤0.03％，铬21.5％，镍5.5％，铌0.65％，氮0.28％。
[0031]所述步骤一中熔炼温度为1670℃时，加入适量生石灰进行脱氧处理。
[0032]步骤三中进一步优化，出炉温度控制在1660℃,最佳浇注温度范围为1580℃
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1620℃，浇注末箱温度不能低于1560℃。
[0033]目前，现有耐热钢的冶炼方法中其材料配比，大多采用添加稀有金属(稀土材料)的方法来提高耐热钢的温度上限。
[0034]同时对金属材料的其他性能也有大幅度的优化和提升。其具备制造工艺流程简单、成品率高、材料总体性能参数优越的技术优势，在抗拉、抗压、耐高温、耐磨损等方面应用广阔。
[0035]基于工矿业领域发展早期，原材料市场成本相对低廉、对贵重金属材料的使用并
无明确的法律规范、冶炼技术尚不成熟、对壳体类类结构的制造并未实现冶炼与铸造的一体化技术升级等因素；进一步的促进了，稀有金属材料在特种钢材领域的迅速发展，其主要表现为，通过添加大量稀有金属材料实现对冶炼材料的性能优化升级。
[0036]故，在传统的技术应用领域，大多采用现有技术来实现对材料的性能提升。
[0037]本专利技术，重点针对耐热钢的冶炼工艺与该型耐热钢在涡轮增压器壳体类结构铸造领域的技术应用，提出一种极具针对性的材料配比与制造方法。使其具备制造成本低廉、耐热性能良好、原材料供给稳定的技术优势。
[0038]进一步的，本专利可分解为冶炼材料配比与结构铸造成型，两大技术核心。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.耐热钢的冶炼及其适用于涡轮增压器壳体类结构的铸造方法，其特征在于：包括冶炼配比、适用于所述冶炼配比的铸造方法，所述冶炼配比包括配方A、配方B，所述配方A的原材料配比为：其原料以废钢为主，所添加的各合金元素的化学成分质量占总质量的百分比为：碳0.3％
‑
0.5％，硅1.6％
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2.1％，锰9.5％
‑
11.5％，磷≤0.04％，硫≤0.03％，铬20.0％
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22.0％，镍3.0％
‑
4.0％，铌0.4％
‑
0.6％，氮≤0.25％，钒≤0.2％，钼0.2％
‑
0.4％：所述配方B的原材料配比为：其原料以低碳钢为主，所添加的各合金元素的化学成分质量占总质量的百分比为：碳0.3％
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0.5％，硅1.75％
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2.1％，锰9.5％
‑
11.5％，磷≤0.04％，硫≤0.03％，铬21.0％
‑
22.0％，镍5.0％
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6％，铌0.55％
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0.7％，氮0.20％
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0.4％，钒≤0.2％，钼≤0.2％：所述铸造方法包括如下步骤：步骤一、熔炼；将对应配比量的硅、锰、铬、钼、镍、氮、钒等元素置入中频感应电炉进行熔炼，熔炼温度为1650℃～1700℃，在此温度范围内对炉中钢水进行取样分析，用光谱分析仪检测其各化学成分质量分数，并根据检测数据进行成分调整直至其成分满足要求为止；熔炼之后向炉中撒入除渣剂，用扒渣棒除去浮渣；步骤二、造型下芯：全自动造型机完成涡轮增压器壳体类结构的造型之后，将砂芯放入...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯长虹，刘松奇，张旭，彭德楼，杨海龙，邵光喜，曹红磊，高严柯，
申请(专利权)人：飞龙汽车部件股份有限公司，
类型：发明
国别省市：