立式潛流半連續(xù)紅錠鑄造c18000合金工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鎳鉻硅銅合金(C18000)鑄造技術(shù)，特別是涉及一種立式潛流半連 續(xù)紅錠鑄造 C18000合金工藝，本發(fā)明采用立式潛流半連續(xù)方式鑄造，鑄錠拉出結(jié)晶器呈現(xiàn) 紅色(900~IOO(TC)，在鑄錠拉出結(jié)晶器1000 mm處噴淋冷卻至常溫;本發(fā)明規(guī)定了鑄造時使 用的結(jié)晶器。
【背景技術(shù)】
[0002] C18000是一種鎳鉻硅合金銅，是時效析出強化型合金，具有強度高、硬度高、減摩 性好、導(dǎo)電性適中、沖擊時不產(chǎn)生火花等優(yōu)良特性，多用于耐磨且要求具有一定導(dǎo)電性的材 料，如摩擦零件、導(dǎo)向臂、發(fā)動機中的各種重要零件、電阻焊接中的模芯及鑲件等，加工產(chǎn)品 附加值高。C18000合金加工性能良好，但對應(yīng)力十分敏感，在鑄造或加工時稍有控制不當就 產(chǎn)生裂紋現(xiàn)象。傳統(tǒng)工藝采用敞開式流槽鐵模鑄造，自然冷卻，以降低鑄錠內(nèi)部應(yīng)力，防止 裂紋發(fā)生，但在澆鑄過程中熔體流槽輸送金屬液容易吸氣、氧化燒損而造成鑄錠氣孔、夾渣 缺陷;且因澆注過程中金屬液溫降較快，使得必須設(shè)定較高的出爐溫度，造成能源的浪費及 有害煙塵的排放;鐵模鑄造鑄錠質(zhì)量差，表面氧化嚴重，還需經(jīng)過車光處理才能使用，成材 率低，制造成本高，勞動條件差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的因鑄造應(yīng)力導(dǎo)致的鑄錠裂紋問題，以及傳 統(tǒng)敞開式流槽模鑄工藝生產(chǎn)效率低下、制造成本高的問題，給出一種立式潛流半連續(xù)紅錠 鑄造 C18000合金工藝。本發(fā)明從鑄造入手，研究鑄造工藝，解決C18000合金鑄造應(yīng)力問題， 同時提出非常適合的鑄造工藝，突破傳統(tǒng)敞開式流槽模鑄工藝，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成 本，節(jié)能環(huán)保。
[0004] 本發(fā)明給出的技術(shù)方案是：一種立式潛流半連續(xù)紅錠鑄造 C18000合金工藝，其特 征在于。
[0005] (1)整個鑄造過程在全封閉狀態(tài)下進行。采用"金屬液閥門+潛流式通道(石墨管)" 將熔煉爐中的金屬液輸送到結(jié)晶器中進行半連續(xù)鑄造。流程為:液態(tài)合金-爐頭-管道- 結(jié)晶器-鑄錠。
[0006] (2)鑄造過程為連續(xù)進行，待爐內(nèi)合金液體流凈后，鑄造過程結(jié)束，即所謂半連續(xù) 鑄造，鑄錠質(zhì)量較大。
[0007] (3)鑄造時采用特制結(jié)晶器并采用紅錠鑄造方式。
[0008] ①此結(jié)晶器采用紫銅鍛件材質(zhì)，結(jié)晶器高260mm，緩冷帶厚度120mm，較普通結(jié)晶器 增加一倍、高度增加一倍，一次冷卻帶平均厚度50mm，較普通結(jié)晶器增厚一倍。目的降低金 屬液在結(jié)晶器內(nèi)溫降，使熔體中殘留渣滓充分上浮，保證鑄造組織質(zhì)量。該結(jié)晶器實際上相 當于一只滑動的水冷模，冷卻水從下端進入，從上端引出。
[0009] ②紅錠鑄造。一般鑄造時結(jié)晶器通水冷卻，即一次冷卻，在鑄錠引出結(jié)晶器后即刻 直接噴水冷卻，既二次冷卻。本紅錠鑄造方法，在一次冷卻相同條件下，暫緩進行二次冷卻， 在鑄錠引出結(jié)晶器后800_~1000 mm處，設(shè)置一個環(huán)形水冷環(huán)，對鑄錠進行噴水霧冷卻，非鑄 錠引出結(jié)晶器后即刻冷卻。此二次冷卻裝置是完全獨立的，冷卻強度可以單獨調(diào)節(jié)，而不影 響一次冷卻。二次噴水霧冷卻的結(jié)晶器裝置降低了冷卻強度，即降低合金凝固后冷卻速度， 減少鑄錠內(nèi)外層金屬溫差，減小內(nèi)部應(yīng)力，避免出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象。
[0010] 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的有益效果是。
[0011] 通過本技術(shù)方案的實施，能夠很好地解決目前鎳鉻銅合金C18000鑄造過程中易產(chǎn) 生裂紋現(xiàn)象及生產(chǎn)效率低、成本高的問題，突破了傳統(tǒng)模鑄工藝技術(shù)，改善作業(yè)條件，鑄錠 質(zhì)量大可以達到2t以上，冶金質(zhì)量好，成品率達到95%以上，降低生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效 率，安全環(huán)保。
【附圖說明】
[0012] 圖1為半連續(xù)潛流紅錠鑄造過程圖。
[0013] 圖2為二次冷卻系統(tǒng)環(huán)形水冷環(huán)。
[0014]圖中標記：1.爐頭，2.熔體，3.液流調(diào)節(jié)裝置，4.澆注管，5.結(jié)晶器，6.波穴，7.環(huán)形 水冷環(huán)，8.鑄錠，9.覆蓋劑煙灰。
【具體實施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖對發(fā)明的【具體實施方式】詳細說明如下。
[0016] 實施例1。
[0017]采用本發(fā)明生產(chǎn)鎳鉻硅銅C18000合金鑄錠，規(guī)格：Φ 202πιπι，化學(xué)成分符合GB/T 5231-2012標準。
[0018] 設(shè)備:3.5噸半連續(xù)鑄造機、直徑202mm紅錠結(jié)晶器。
[0019] 工藝:采用立式潛流半連續(xù)紅錠鑄造。
[0020] 1、化學(xué)成分。
[0021] (1)C18000合金化學(xué)成分要求，見表1。
[0022] 表1:C18000合金主要化學(xué)成份％。 L0023」 （2)C18000合金配料。
[0024]根據(jù)相關(guān)資料，附/5丨比值為4，形成附25丨，可時效強化合金;附/5丨比值為6.27，形 成Ni3Si，也可時效強化合金，同時對應(yīng)力腐蝕不敏感。因此Ni/Si比值應(yīng)大于4,配料比例按 表2執(zhí)行。 「00251 丟？!.Cl 8000合全配Mhk仿IL
[0026]物料按表2合金配比共投料1500Kg，完全熔化后，取樣做化學(xué)成分分析，合格后進 行澆注。
[0027] 2、鑄造工藝。
[0028] (1)將直徑202mm紅錠結(jié)晶器在鑄造平臺上安放平整，把引錠底座上升至距結(jié)晶器 上沿150mm處，兩者的縫隙用干燥的石棉繩塞嚴。用布將結(jié)晶器和底墊擦干，或用烤紅的石 墨制品烤干。
[0029] (2)潛流式通道采用石墨管，內(nèi)孔直徑20mm，壁厚10mm，長度270mm，預(yù)熱烤干后安 裝在爐頭1上。澆注時要求漏斗管中心對準結(jié)晶器中心，漏斗管插入液面下約30_。
[0030] (3)澆注前必須燙三次爐頭1，讓爐頭1充分預(yù)熱方可出爐澆注。爐頭預(yù)熱好后將熔 體2倒入爐頭1進行保溫，鑄造溫度控制在1310~1330Γ。
[0031] (4)開始澆注，打開液流調(diào)節(jié)裝置3,熔體2從澆注管4流入結(jié)晶器5內(nèi)，然后將烘干 的覆蓋劑煙灰9倒入結(jié)晶器5內(nèi)，覆蓋劑煙灰9覆蓋厚度以覆蓋住銅水為宜，使金屬液與空氣 隔絕防止氧化，并起到潤滑作用。
[0032] (5)打開冷卻水閥門，向結(jié)晶器5中通入冷卻水，冷卻水壓控制在0.03~O.IMPa，靠 結(jié)晶器壁一側(cè)金屬液受到冷卻作用形成一層凝固殼，待金屬液面位置距結(jié)晶器上沿約20mm 時開啟鑄造機，鑄造機臺車臺車向下運行，澆注速度為100~130s/100mm，澆注過程中要求 控制結(jié)晶器5液面保持平穩(wěn)。
[0033] (6 )當紅錠出結(jié)晶器5向下走出800mm處，受到環(huán)形水冷環(huán)7噴出水霧的二次冷卻。 冷卻水壓為0.02~0.04MPa，二次冷卻裝置，單獨供水，由若干個小噴嘴組成，吊裝在結(jié)晶器 5下緣。
[0034] (7)待爐內(nèi)合金液體流凈后，鑄造過程結(jié)束。鑄錠8重量1482Kg，鑄錠內(nèi)外表面質(zhì)量 良好，沒有裂紋發(fā)生，鑄錠成品率98.8，％。
【主權(quán)項】
1. 一種立式潛流半連續(xù)紅錠鑄造 C18000合金工藝，其特征在于： (1) 整個鑄造過程在全封閉狀態(tài)下進行，采用"金屬液閥門+潛流式通道(石墨管)"將熔 煉爐中的金屬液輸送到結(jié)晶器中進行半連續(xù)鑄造，整個鑄造過程為:液態(tài)合金-爐頭-管 道-結(jié)晶器-鑄錠； (2) 鑄造過程為連續(xù)進行，待爐內(nèi)合金液體流凈后，鑄造過程結(jié)束，即所述半連續(xù)鑄造； (3) 鑄造時采用大型號的結(jié)晶器并采用紅錠鑄造方式： ① 所述的結(jié)晶器采用紫銅鍛件材質(zhì)制成，該結(jié)晶器高260mm，緩冷帶厚度120_，一次冷 卻帶平均厚度50mm ; ② 紅錠鑄造，鑄造時結(jié)晶器通水冷卻，即一次冷卻，在鑄錠引出結(jié)晶器后暫緩進行二次 冷卻，在鑄錠引出結(jié)晶器后800mm~1000mm處，設(shè)置一個獨立的環(huán)形水冷環(huán)，對鑄錠進行噴 水霧冷卻，即二次冷卻。
【專利摘要】<b>一種立式潛流半連續(xù)紅錠鑄造</b><b>C18000</b><b>合金工藝，其特征在于：（</b><b>1</b><b>）整個鑄造過程在全封閉狀態(tài)下進行，采用“金屬液閥門</b><b>+</b><b>潛流式通道”將熔煉爐中的金屬液輸送到結(jié)晶器中進行半連續(xù)鑄造，整個鑄造過程為：液態(tài)合金→爐頭→管道→結(jié)晶器→鑄錠；（</b><b>2</b><b>）鑄造過程為連續(xù)進行，待爐內(nèi)合金液體流凈后，鑄造過程結(jié)束，即所述半連續(xù)鑄造；（</b><b>3</b><b>）鑄造時采用大型號的結(jié)晶器并采用紅錠鑄造方式。本發(fā)明從鑄造入手，研究鑄造工藝，解決</b><b>C18000</b><b>合金鑄造應(yīng)力問題，同時提出非常適合的鑄造工藝，突破傳統(tǒng)敞開式流槽模鑄工藝，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，節(jié)能環(huán)保。</b>
【IPC分類】B22D11/124, B22D11/055
【公開號】CN105665665
【申請?zhí)枴緾N201610110501
【發(fā)明人】董艷霞, 于林平, 張洪, 王永勝, 張健
【申請人】沈陽有色金屬加工有限公司
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年2月29日