离心铸造管内壁用保护剂制造技术

本发明专利技术属于冶金离心铸造领域。特别适用于多种金属材料的离心铸造管内壁用保护剂。该保护剂的具体化学成分为（重量％）：Ｎａ↓［２］ＣＯ↓［３］ １０～３５％；ＣａＦ↓［２］２０～３５％；Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］ ４～１０％；Ｋ↓［２］Ｏ０．１～５％，其余为ＳｉＯ↓［２］。由于该保护剂成分搭配合理，所以该保护剂可以克服以往的由于离心铸造而产生的铸管内壁所出现的各种缺陷，并满足了特殊钢、碳素钢，铸铁离心铸造管提出产品质量的要求。本发明专利技术保护剂具有熔融温度低，流动性好，比重轻和使用方便等特点。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶金离心铸造领域。特别适用于多种材料的离心铸造管内壁用保护剂。在现有技术中，离心铸造管是采用预定重量的高温金属熔液注入到高速旋转的铸型内，在离心力的作用下，可以使金属熔液均匀地被分配在铸型内壁上，经冷却凝固后获得铸造管。采用离心铸造方法所生产铸管容易出现的质量缺陷有(1)铸管内表面由于二次氧化容易形成氧化膜，而冷却后的氧化膜缩成皱纹，造成内壁粗糙不平整。(2)铸管内壁容易形成缩孔和疏松。当液体金属开始结晶于铸件内壁时，逐渐向孔内面发展，凝固收缩由孔内环形液体金属不断补充，但是由于内孔表面也有一定程度的冷却，在全部截面尚未完全凝固之前，内孔表面已达到了凝固温度，则最后剩余液体便在主要凝固层和内孔凝固层之间形成环形缩孔带、疏松带，有时甚至可达到管厚度的1/4～1/2。(3)铸管内壁容易产生裂纹。由于金属溶液的凝固过程中存在有液态收缩，凝固收缩及固态收缩，造成铸管内壁产生裂纹。根据离心铸管存在有上述缺陷，因此人们开始采用添加保护剂的办法来解决铸管的质量问题。例如日本所介绍的昭51-10818、离心铸造用溶剂；昭60-124460，浇注用保护渣；昭60-223650，双金属离心铸造用保护渣；昭62-158558，离心铸造套筒的制造方法等。这些用于离心铸造的保护渣从成份上大致可分为两类。前类保护渣为含B或B的化合物。由于渣中含B，则B元素易于向金属液中扩散，使金属液中B含量增高，金属件易于脆化和造成裂纹等缺陷，保护渣的成本也较高，在使用时有局限性。而另一类保护渣是属于不含B或B的化合物，成份比较单一，但保护渣的使用效果不显著。综上所述，无论是哪一种保护渣，都仅仅只适用于一般铸铁或球磨铸铁、普通铸钢或低合金钢(合金元素含量＜2％)的离心铸造使用。本专利技术的目的是提出一种熔化温度低，综合性能好，使用范围广和方便的离心铸造管用保护剂。对于特殊钢的离心铸造管来说，由于合金元素含量高，特别是铬含量高，在浇铸过程中金属液表面与空气接触，极易生成氧化铬膜，并与FeO、MgO等形成成更复杂的化合物使熔液的流动性降低。再有高合金钢具有凝固收缩率比碳钢大和导热性能差等特性，因此在离心浇铸时，内表面更容易生成氧化膜皱纹，内壁容易形成缩孔、疏松和裂纹等缺陷。根据不同的离心铸造材料的需要，我们所提出使用范围更广的离心铸造管用保护剂的具体化学成份含量是(重量％)Na2CO310～35％；CaF220～35％；Al2O34～10％；K2O 0.1～5％，其余为SiO2。在本专利技术离心铸造管用保护剂中是以SiO2为主要成份的酸性渣，SiO3可采用廉价的原材料形式提供，因此成本低，并可保证熔渣的玻璃性。另外Na2CO3不仅可以明显降低保护剂的熔融温度和粘度，而且它遇到热分解可以放入一定量的CO2气体，形成保护性气氛，增加了保护剂防止金属二次氧化和保温的效果，因此Na2CO3含量应控制在10～35％。在本专利技术保护剂中加入廉价的CaF2；(萤石)，其主要目的是促使硅氧聚合体解体，从而降低保护剂的粘度和熔点，使熔化后的保护剂能够均匀地分布在铸件内壁上，因此本专利技术保护剂中CaF2的加入量应在20～35％范围内。在本专利技术保护剂中Al2O3可以起到调节保护剂的熔点作用，但含量不宜过高，当含量过高时则保护剂的粘度升高，熔液的流动性则变差，因些Al2O3的应在4～10％。在本专利技术保护剂中加适量的K2O可以起到助熔作用，其K2O含量应在0.1～5％。另外在本专利技术保护剂中还存在有一些不易被去除的不必要物质，例如MgO、Fe2O3、MnO等，这些物质是由于本专利技术保护剂所采用的是廉价原材料而带入的，因此这样不必要物质在本专利技术保护剂中含量越低，则本专利技术保护剂在使用时效果会越好。所以本专利技术保护剂在不增加原料成本的情况下，这些不必要物质越少越好。本专利技术保护剂可以克服以往的由于离心铸造而造成的铸管内壁所出现的各种缺陷，能够满足特殊钢、碳素钢、铸铁离心铸管提高产品质量的要求。本专利技术保护剂具有熔融温度低，流动性好，比重轻，加入方便等特点。该保护剂在加入后，在离心力的作用下能够迅速均匀地覆盖在金属管内表面，使其与空气隔绝，防止了内金属表面的氧化，使管件内表面平整、光结和表面质量好。该保护剂覆盖于金属表面，由于液渣的导热系数比金属低得多，降低了金属内壁热量的散失，内壁金属能够较长时间保持熔融状态，利于从外壁到内壁单方向顺序凝固，内壁则不形成缩孔、疏松等缺陷。而且由于液渣的覆盖，改善了金属凝固的传热条件，避免了内裂的出现。该保护剂在使用过程中可放出一定量CO2气体，使管内壁完全凝固之前处于气体保护气氛中，因此也起到了防止内壁二次氧化和单方向凝固的效果。该渣为玻璃态渣，具有剥脱性好，冷却后可自行与金属分离。本专利技术保护渣的制造方法与以往的粉末制造方法相同，将原材料按所需要求配制后放入球磨机内进行研磨球磨粒度＜80目，再将小于80目的保护剂粉末分装到小塑料袋内或小纸袋内，在浇铸末期或浇铸终了后，立即从冷端端盖孔口投入铸型中，高温金属液则立即将其熔化，离心力将其均匀地分配在内壁各处，放出的保护气体可在管内保持数分钟不散，保护剂的加入量为1.2～3.6Kg/m2。实施例。根据本专利技术所提出的离心铸造管内壁用的保护剂成份含量，在其范围内我们共做了4批保护剂，其具体成份含量见表1。为了对比方便并在表1内也列出了2个日本保护剂的成份。上述本专利技术保护剂的制造均采用相同的工艺制度。球磨后保护剂粉末＜80目，并分装塑料袋内使用。表2为实施例中各个保护剂所使用在不同材料铸管上的使用效果对照表，由表2可看出，使用本专利技术保护剂离心浇铸出的各铸管，无论是热端附附图说明图1或是易出现缺陷的冷端(附图2)，其内壁均无氧化、皱纹、疏松、缩孔和裂纹等缺陷，铸管冷却后保护剂均自行脱落、铸管内壁光滑、平整、致密并具有光泽。表1实施例保护剂成份对比表 表2保护剂使用对比情况表权利要求1.一种离心铸造管内壁用保护剂，其特征在于该保护剂的具体化学成分为(重量％)Na2CO310～35％；CaF220～35％；Al2O34～10％；K2O 0.1～5％，其余为SiO2。全文摘要本专利技术属于冶金离心铸造领域。特别适用于多种金属材料的离心铸造管内壁用保护剂。该保护剂的具体化学成分为(重量％)Na文档编号B22D13/02GK1126122SQ9411755公开日1996年7月10日 申请日期1994年11月2日 优先权日1994年11月2日专利技术者林功文, 李正邦, 阎禄令, 于三友, 程鸣涛 申请人:冶金工业部钢铁研究总院本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离心铸造管内壁用保护剂，其特征在于该保护剂的具体化学成分为（重量％）：Ｎａ↓［２］ＣＯ↓［３］ １０～３５％；ＣａＦ↓［２］ ２０～３５％；Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］ ４～１０％；Ｋ↓［２］Ｏ ０．１～５％，其余为ＳｉＯ↓［２］。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林功文，李正邦，阎禄令，于三友，程鸣涛，
申请(专利权)人：冶金工业部钢铁研究总院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]