CN104084524B - 一种碳钢阀门的铸造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碳钢阀门的铸造工艺。工艺包括以下几个步骤：（1）根据阀门的形状制作木模，木模上设置有冒口和浇口；（2）在木模周围用型砂制作砂型，取出木模，在砂型内涂一层耐高温涂料；（3）将废钢置于三相电弧炉中，升温，转入脱碳炉，加入石灰后，通入氧气，脱磷脱硫后加入铝和锰铁，得到钢水；（4）浇注钢水；（5）冷却后，清理阀门表面，清理残砂，即可得到碳钢阀门。本发明制备方法简单，浇注温度合理，制备出来的阀门粘砂、落砂现象明显减少，消除了阀门裂纹和气孔等缺陷，提高了阀门的硬度，耐磨和密封性能好，延长了阀门的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种碳钢阀门的铸造工艺，属于铸造工业技术领域。
背景技术
阀门是流体输送***中的控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。阀门根据材质分为铸铁阀门，铸钢阀门，不锈钢阀门，铬钼钢阀门，铬钼钒钢阀门，双相钢阀门，塑料阀门，非标订制等阀门材质。
目前在铸钢行业中，铸钢件在铸造时，通常要制造模具、浇铸再进行阀门的后期处理，处理不当则得到的铸钢件容易产生裂纹、砂眼、气孔等缺陷，影响了产品质量，为后续工艺处理造成了很大的困难，增加了生产成本。型砂在铸造生产中的作用极为重要，因型砂的质量不好而造成的铸件废品约占铸件总废品的30～50%。申请号为201210186985.2《一种蝶阀阀芯的铸造方法》公开了一种蝶阀阀芯的铸造方法，该方法原料配方合理，工艺简单，但是由于浇注液中含磷量较高，容易导致铸件出现缩孔。
发明内容
本发明的目的在于提供一种碳钢阀门的铸造工艺。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种碳钢阀门的铸造工艺，包括以下几个步骤：
（1）制作模具：根据碳钢阀门的形状制作木模，木模上设置有冒口和浇口；
（2）型砂造型：在木模周围用型砂制作砂型，取出木模，在砂型内涂一层耐高温涂料；所述型砂以重量份数计，包括水玻璃2-3份、石英砂80-90份、乙二醇二醋酸酯11-18份和黏土5-9份，所述耐高温涂料以重量份数计，包括硼砂20-30份、石英砂20-30份、焦炭15-30份、硅烷偶联剂3-6份、聚乙烯10-16份和水50-70份；
（3）熔炼钢水：将废钢置于三相电弧炉中，升温至1600-1620℃，转入脱碳炉，加入石灰后，通入氧气，脱磷脱硫后加入铝和锰铁，得到钢水；
（4）浇注：往砂型中浇注钢水，浇注温度为1580-1600℃；
（5）冷却：自然冷却后，清理阀门表面，切除浇口、冒口、铲磨毛刺和披缝等凸出物，再次清理残砂，即可得到碳钢阀门。
所述型砂是通过以下步骤获得的：将石英砂过200目筛，然后与水玻璃、乙二醇二醋酸酯和黏土充分混合，然后在1200℃条件下烧结2h，冷却后经过破碎和筛分得到型砂。
所述耐高温涂料是通过以下步骤获得的：将石英砂和焦炭在1500-2000℃条件下反应2h，降温至600-800℃，加入硼砂，反应1h，降温至常温后，与硅烷偶联剂、聚乙烯和水球磨混合，静置，抽去上层的水得到耐高温涂料。
所述的碳钢阀门的铸造工艺，水玻璃模数为1.5。
所述的碳钢阀门的铸造工艺，所述钢水中含碳量为0.2-0.5%，含磷量小于0.01%。
根据所述的铸造工艺得到的碳钢阀门。
本发明所达到的有益效果：
本发明在取出木模后，在砂型内涂一层耐高温涂料，耐高温涂料提高了型砂的耐高温效果，使型砂在1580-1600℃的浇注温度下，不容易产生膨胀，可以减少气体来源、提高钢水流动性及铸型强度；采用冒口防止出现缩孔现象，通过脱磷步骤，钢水中含磷量低。
本发明制备方法简单，浇注温度合理，制备出来的阀门粘砂、落砂现象明显减少，消除了阀门裂纹和气孔等缺陷，提高了阀门的硬度，耐磨和密封性能好，延长了阀门的使用寿命。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
本实施例中，一种碳钢阀门的铸造工艺，包括以下几个步骤：
（1）制作模具：根据碳钢阀门的形状制作木模，木模上设置有冒口和浇口；
（2）型砂造型：在木模周围用型砂制作砂型，取出木模，在砂型内涂一层耐高温涂料；所述型砂以重量份数计，包括水玻璃2份、石英砂90份、乙二醇二醋酸酯11份和黏土9份，所述耐高温涂料以重量份数计，包括硼砂20份、石英砂30份、焦炭15份、硅烷偶联剂6份、聚乙烯10份和水70份；
（3）熔炼钢水：将废钢置于三相电弧炉中，升温至1600℃，转入脱碳炉，加入石灰后，通入氧气，脱磷脱硫后加入铝和锰铁，得到钢水；
（4）浇注：往砂型中浇注钢水，浇注温度为1580℃；
（5）冷却：自然冷却后，清理阀门表面，切除浇口、冒口、铲磨毛刺和披缝等凸出物，再次清理残砂，即可得到碳钢阀门。
所述型砂是通过以下步骤获得的：将石英砂过200目筛，然后与水玻璃、乙二醇二醋酸酯和黏土充分混合，然后在1200℃条件下烧结2h，冷却后经过破碎和筛分得到型砂。
所述耐高温涂料是通过以下步骤获得的：将石英砂和焦炭在2000℃条件下反应2h，降温至800℃，加入硼砂，反应1h，降温至常温后，与硅烷偶联剂、聚乙烯和水球磨混合，静置，抽去上层的水得到耐高温涂料。
其中，水玻璃模数为1.5，钢水中含碳量为0.5%，含磷量为0.01%。
实施例2
一种铸造用型砂，一种碳钢阀门的铸造工艺，包括以下几个步骤：
（1）制作模具：根据碳钢阀门的形状制作木模，木模上设置有冒口和浇口；
（2）型砂造型：在木模周围用型砂制作砂型，取出木模，在砂型内涂一层耐高温涂料；所述型砂以重量份数计，包括水玻璃3份、石英砂80份、乙二醇二醋酸酯18份和黏土5份，所述耐高温涂料以重量份数计，包括硼砂30份、石英砂20份、焦炭30份、硅烷偶联剂3份、聚乙烯16份和水50份；
（3）熔炼钢水：将废钢置于三相电弧炉中，升温至1620℃，转入脱碳炉，加入石灰后，通入氧气，脱磷脱硫后加入铝和锰铁，得到钢水；
（4）浇注：往砂型中浇注钢水，浇注温度为1600℃；
（5）冷却：自然冷却后，清理阀门表面，切除浇口、冒口、铲磨毛刺和披缝等凸出物，再次清理残砂，即可得到碳钢阀门。
所述型砂是通过以下步骤获得的：将石英砂过200目筛，然后与水玻璃、乙二醇二醋酸酯和黏土充分混合，然后在1200℃条件下烧结2h，冷却后经过破碎和筛分得到型砂。
所述耐高温涂料是通过以下步骤获得的：将石英砂和焦炭在1500℃条件下反应2h，降温至600℃，加入硼砂，反应1h，降温至常温后，与硅烷偶联剂、聚乙烯和水球磨混合，静置，抽去上层的水得到耐高温涂料。
其中，水玻璃模数为1.5，钢水中含碳量为0.2%，含磷量为0.005%。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种碳钢阀门的铸造工艺，其特征是，包括以下几个步骤：
（1）制作模具：根据阀门的形状制作木模，木模上设置有冒口和浇口；
（2）型砂造型：在木模周围用型砂制作砂型，取出木模，在砂型内涂一层耐高温涂料；所述型砂以重量份数计，包括水玻璃2-3份、石英砂80-90份、乙二醇二醋酸酯11-18份和黏土5-9份，所述耐高温涂料以重量份数计，包括硼砂20-30份、石英砂20-30份、焦炭15-30份、硅烷偶联剂3-6份、聚乙烯10-16份和水50-70份；
（3）熔炼钢水：将废钢置于三相电弧炉中，升温至1600-1620℃，转入脱碳炉，加入石灰后，通入氧气，脱磷脱硫后加入铝和锰铁，得到钢水；
（4）浇注：往砂型中浇注钢水，浇注温度为1580-1600℃；
（5）冷却：自然冷却后，清理阀门表面，切除浇口、冒口、铲磨毛刺和披缝，清理残砂，即可得到碳钢阀门；
所述耐高温涂料是通过以下步骤获得的：将石英砂和焦炭在1500-2000℃条件下反应2h，降温至600-800℃，加入硼砂，反应1h，降温至常温后，与硅烷偶联剂、聚乙烯和水球磨混合，静置，抽去上层的水得到耐高温涂料。
2.根据权利要求1所述的碳钢阀门的铸造工艺，其特征是，所述型砂是通过以下步骤获得的：将石英砂过200目筛，然后与水玻璃、乙二醇二醋酸酯和黏土充分混合，然后在1200℃条件下烧结2h，冷却后经过破碎和筛分得到型砂。
3.根据权利要求1所述的碳钢阀门的铸造工艺，其特征是，水玻璃模数为1.5。
4.根据权利要求1所述的碳钢阀门的铸造工艺，其特征是，所述钢水中含碳量为0.2-0.5%，含磷量小于0.01%。
5.根据以上任意一项权利要求所述的铸造工艺得到的碳钢阀门。
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