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(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102211179A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102211179A(43)申请公布日2011.10.12(21)申请号201010142882.7(22)申请日2010.04.09(71)申请人中国科学院金属研究所地址110016辽宁省沈阳市沈河区文化路72号(72)发明人王培肖纳敏康秀红李殿中李依依(74)专利代理机构沈阳科苑专利商标代理有限公司21002代理人张志伟(51)Int.Cl.B22D29/04(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种应用于大型马氏体不锈钢铸件的高温打箱工艺(57)摘要本发明涉及马氏体铸件铸造工艺领域,特别是一种应用于大型马氏体不锈钢铸件的高温打箱工艺。该工艺的具体步骤是:1)选取铸件中冷却速度最快区域温度降至高于材料马氏体相变开始点50~100℃时刻为合理打箱时间点;2)铸件打箱后要采取装炉随炉冷却或覆盖保温材料等方法控制铸件各部分冷却速度和其在砂箱中冷却速度基本相当。本发明通过合理选择打箱温度控制点和优化控制打箱后铸件的冷却条件实现减少铸件占用砂箱时间,提高生产效率的同时,保证铸件内应力控制在合理的水平,不出现应力过大,开裂等现象。本发明可以解决现有技术中存在的铸件在砂箱中的长时间保温,使得整个铸造工厂的生产效率下降,生产能力受到限制等问题。CN10279ACCNN110221117902211184A权利要求书1/1页1.一种应用于大型马氏体不锈钢铸件的高温打箱工艺,其特征在于,根据大型马氏体不锈钢铸件在砂箱中冷却过程的温度场和应力应变场,选取铸件中冷却速度最快区域,该区域温度降至高于材料马氏体相变开始点50~100℃时刻为合理打箱时间点。2.按照权利要求1所述的应用于大型马氏体不锈钢铸件的高温打箱工艺,其特征在于,铸件打箱后要采取装炉随炉冷却或覆盖保温材料方法控制铸件各部分冷却速度,使之与其在砂箱中冷却速度相当。3.按照权利要求1所述的应用于大型马氏体不锈钢铸件的高温打箱工艺,其特征在于,基于铸件温度场和应力场计算,选择打箱温度和打箱后工艺。2CCNN110221117902211184A说明书1/4页一种应用于大型马氏体不锈钢铸件的高温打箱工艺技术领域[0001]本发明涉及马氏体铸件铸造工艺领域,特别是一种应用于大型马氏体不锈钢铸件的高温打箱工艺。背景技术[0002]随着经济社会的发展,越来越多的大型马氏体不锈钢铸件被设计、制造和应用。以三峡等大型水电站使用的大型水轮机铸件(包括上冠、下环和叶片三类铸件)为典型代表,其中上冠、下环直径达到10米以上,浇注钢水量可达200吨和100吨以上。该类型铸件巨大,铸造过程中各部分产生的热应力和组织应力累加之后往往比中小型铸件大几倍以上;同时由于马氏体不锈钢铸件从铸造高温冷却至室温时,除在较低温度发生马氏体相变外并不发生其它类型相变,由于冷却收缩和马氏体相变膨胀导致的铸造应力非常大。这些应力的存在会造成铸件严重变形甚至出现裂纹,因此在传统生产工艺下大型马氏体铸钢件铸造过程中往往采取将铸件在砂箱中保温至整个铸件马氏体相变结束后才开始落砂打箱,以减小应力和变形。[0003]将大型马氏体不锈钢铸件在砂箱中保温至材料马氏体相变结束点以下开始落砂打箱的工艺虽然有效缓解了铸件中的应力积累,但该工艺会导致铸件在砂箱中的时间明显延长,以三峡水轮机转轮中的下环铸件为例,往往需要在砂箱中保温一个月以上。铸件在砂箱中的长时间保温占用了相关工位和铸造设备,使得整个铸造工厂的生产效率下降,生产能力受到限制,不仅使企业生产成本大幅提高,也不符合国家节能降耗要求。发明内容[0004]本发明的目的在于提供一种应用于大型马氏体不锈钢铸件的高温打箱工艺,解决现有技术中存在的铸件在砂箱中的长时间保温占用了相关工位和铸造设备,使得整个铸造工厂的生产效率下降,生产能力受到限制等问题,该工艺使铸件高温打箱成为可能,提高铸件生产效率,同时缓解铸件中的应力水平,减少铸件的变形和开裂倾向,实现铸件生产的高效与高质统一。[0005]本发明中,大型马氏体不锈钢铸件是指铸件材质为马氏体不锈钢,铸件毛重在5吨以上,铸造过程中易产生较大铸造应力的铸件。例如:常见的大型水轮机转轮中的上冠、下环和叶片等铸件。[0006]本发明的技术方案是:[0007](1)使用计算机模拟手段计算大型马氏体不锈钢铸件在砂箱中冷却过程的温度场和应力应变场;[0008]基于铸件温度场和应力场计算选择合理打箱温度和打箱后工艺,实现减少大型马氏体铸钢件占用砂箱和工位时间,提高生产效率。[0009](2)选取铸件中冷却速度最快区域,该区域温度降至高于材料马氏体相变开始点50~100℃时刻为合理打箱时间点;3CCNN110221117902211184A