锆及锆合金大型铸件的生产方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101947648A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101947648A(43)申请公布日2011.01.19(21)申请号201010529358.5(22)申请日2010.11.03(71)申请人西安泵阀总厂有限公司地址710032陕西省西安市新城区东站路49号(72)发明人黄湘云朱广(74)专利代理机构西安新思维专利商标事务所有限公司61114代理人李罡(51)Int.Cl.B22D21/00(2006.01)B22C9/00(2006.01)B22C1/00(2006.01)B22C3/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称锆及锆合金大型铸件的生产方法(57)摘要本发明涉及一种锆及锆合金大型铸件的生产方法。用于活泼有色金属铸造工艺方法有机加工石墨型铸造和熔模精密铸造。目前还没有适用于锆及锆合金大型铸件的铸造工艺方法的相关报道。本发明目的是研制一种高质量锆及锆合金大型铸件的生产方法；步骤：(1)石墨铸型机械加工制备；(2)陶瓷层涂料配置；(3)涂料涂刷型芯表面；(4)固化和真空除气；(5)在真空自耗电极凝壳炉中熔炼浇注。用途和优点：适用于锆及锆合金铸造；适用于铸件重量超过500kg的大型锆及锆合金铸件；铸件表面无冷隔光洁度高，铸件污染层厚度小；工艺制作简单，原材料来源广泛。CN1094768ACN101947648A权利要求书1/1页1.锆及锆合金大型铸件的生产方法，其特征在于：其工艺步骤：（1）石墨铸型机械加工制备；根据铸造工艺图纸将石墨化的电极石墨料采用机械加工和手工铲制的方法加工成石墨铸型；(2)陶瓷层涂料配置；在常温常压下，陶瓷涂料是由200～300目的电熔Y2O3粉40%、钇溶胶59%、表面活性剂JFC0.9%、消泡剂正丁醇0.1%混合均匀搅拌制成，上述百分比为质量百分比；（3）将加工好的石墨铸型预热100℃，将配好的涂料用细刷均匀的涂刷于模型中与液态金属接触的型芯表面，涂层厚度为0.1～0.3mm；（4）石墨铸型在涂覆后，涂层自然干燥1～10h，然后在真空炉内加热至450℃保温2h，然后加热至1000℃保温4小时真空出气，出气过程真空度不低于50Pa；（5）模型随炉冷至200℃出炉，出炉后存放在烘箱内200℃保温等待浇注；（6）采用真空自耗凝壳炉中熔炼浇注；在1000kg的真空自耗电极凝壳炉中熔炼浇注，铸型直接从烘箱中取出装炉，模型温度必须大于100℃，采用Φ350电极，熔炼电流38000A，熔炼真空度小于1Pa；（7）浇注后铸件随炉冷却至200℃以下出炉；经过清砂、打磨、检验形成成品。2.根据权利要求1所述的锆及锆合金大型铸件的生产方法，其特征在于：石墨型芯表面所刷陶瓷涂料配置：在常温常压下，是由200～300目的电熔Y2O3粉35～45%，钇溶胶54～65%，表面活性剂JFC0.5～1.2%，消泡剂正丁醇0.5～1.0%混合均匀搅拌制成，上述百分比为质量百分比，各组分采用其范围内任意数值，其和数值为100%，涂料粘度控制在20～50s。3.根据权利要求1或2所述的锆及锆合金大型铸件的生产方法，其特征在于：石墨型芯表面所刷陶瓷涂料配置：在常温常压下，陶瓷涂料是由200～300目的电熔Y2O3粉40%、钇溶胶59%、表面活性剂JFC0.9%、消泡剂正丁醇0.1%混合均匀搅拌制成，上述百分比为质量百分比，涂料粘度控制在20～50s。2CN101947648A说明书1/4页锆及锆合金大型铸件的生产方法技术领域[0001]本发明涉及一种生产锆及锆合金铸件的生产方法，特别是一种锆及锆合金大型铸件的生产方法。技术背景[0002]锆及锆合金是一种比较昂贵的金属材料，在许多强腐蚀介质中具有非常优异的耐腐蚀性能，并且有良好的机械性能。目前，锆材作为一种特殊耐腐蚀材料已经得到非常广泛的应用，尤其是在高浓度高温度的还原酸性介质中，锆材是化工设备制造的首选材料。锆材熔点高，热导率较低，线膨胀系数较小。锆材高温时活性很高，几乎能和所有的耐火材料发生不同程度的化学反应，并且高温时锆材在非常容易和CO2、O2、N2和H2等气体发生化学反应使锆材脆化造成设备失效。这使得锆及锆合金铸造必须选用高化学稳定性的铸型材料，保证锆合金不与模型发生化学反应，具有较小的表面污染层。[0003]目前，有色活泼金属可用的铸造工艺方法有机加工石墨型铸造、熔模精密铸造。机加工石墨型铸造的特点是模型加工简单方便，模型强度高，厚度可根据设计需要制作。但是，石墨型导热快对液态金属有激冷作用，在铸件表面容易形成冷隔和留痕等缺陷，尤其是大型铸件，由于充型时间长液态金属温度降低很多，表面冷隔和留痕出现的几率更大。另外由于模型表面加工粗糙，造成铸件必须留较大的加工余量致使材料浪费。熔模精密铸造的特