CN104911500B - 一种低温耐磨拖板的制造方法 - Google Patents

一种低温耐磨拖板的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低温耐磨拖板及其制造方法，低温耐磨拖板的化学成分的重量百分比为：C 0.30‑0.40%；Si 0.20‑0.40%；Mn 0.75‑0.90%；Cr 0.90‑1.1%；Mo 0.08‑0.12%；V 0.06‑0.12%；Al 0.02‑0.08%；S ≤0.04%；P≤0.04%；Ni≤0.3%；Cu≤0.3%；余量为Fe。上述低温耐磨拖板的制造方法包括以下步骤：1）制芯；2）造型；3）熔炼；4）浇铸；5）热处理。本发明生产的低温耐磨拖板具有良好的力学性能，而且具有高强度、高硬度和高耐磨性。其中，屈服强度≥550Mpa，抗拉强度≥700Mpa，断后伸长率≥12%，断面收缩率≥20%，低温冲击韧性（‑60℃）≥2J/cm2，硬度达到250‑340HB。

Description

一种低温耐磨拖板的制造方法
技术领域
本发明涉及一种低温耐磨拖板及其制造方法。
背景技术
我国是铸造大国，在铸造生产中铸造砂型铸造的造型材料带来的粉尘污染、空气污染及固体污染最严重。各类铸件采用具有节能、高效、环保和高品质等工艺特点的V发铸造工艺铸造已是迫在眉睫。
如图1或图2所示，拖板01底部的前排具有左、右侧孔02、03，拖板01底部的后排也具有左、右侧孔04、05，该拖板01的结构相对复杂，因此，采用怎样的生产工艺才能保证拖板力学性能的同时还能提高生产效率和降低生产成本是目前要克服的难题。
发明内容
为了解决现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种低温耐磨拖板及其制造方法，该低温耐磨拖板具有优良的力学性能和较高的硬度，而且低温下具有高冲击韧性。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种低温耐磨拖板，所述低温耐磨拖板的化学成分的重量百分比为：C 0.30-0.40%；Si 0.20-0.40%；Mn 0.75-0.90%；Cr 0.90-1.1%；Mo 0.08-0.12%；V 0.06-0.12%；Al 0.02-0.08%；S ≤0.04%；P≤0.04%；Ni≤0.3%；Cu≤0.3%；余量为Fe。
上述低温耐磨拖板的制造方法包括以下步骤：
1）制芯：按重量份分别称取以下砂芯配料：铬铁矿砂93-96.5份，碱性酚醛树脂2-4份，有机酯固化剂0.5-1.5份，谷糠按重量份1-1.5份；将上述砂芯配料放入混砂机中混砂后填入制芯模具中，待自硬后，脱模制得砂芯；
2）造型：采用V法铸造工艺分别制得上砂箱造型和下砂箱造型，将上述制得的砂芯放入下型腔的固定位置上，再将上砂箱造型和下砂箱造型进行合箱，并放置浇口杯；
3）熔炼：按低温耐磨拖板的化学成分，将40铬钢屑、废钢、增碳剂、硅锰合金、低碳铬铁、钒铁和钼铁加入感应电炉中进行熔炼，熔炼的温度为1610-1630℃，待完全熔化形成钢水后，往钢水中加入占钢水重量0.12-0.14%的铝进行脱氧处理；
4）浇铸：将上述脱氧处理后的钢水注入型腔内，浇铸时的温度为1530-1580℃，浇注时间为40-50秒，待冷却后开箱取出铸件；
5）热处理：将上述铸件进行调质处理后制得低温耐磨拖板。
步骤5）中对铸件进行调质处理，具体包括以下步骤：先将铸件在890-910℃的温度下保温，保温4小时后采用有机淬火液进行淬火；再将淬火后的铸件进行回火，回火的保温温度为570-590℃，保温4小时后采用有机淬火液冷却。
本发明采用以上技术方案，具有以下优点：
1、本发明生产的低温耐磨拖板具有良好的力学性能，而且具有高强度、高硬度和高耐磨性。其中，屈服强度≥550Mpa，抗拉强度≥700Mpa，断后伸长率≥12%，断面收缩率≥20%，低温冲击韧性（-60℃）≥2J/cm2,，硬度达到250-340HB。
2、本发明的制造方法采用砂芯新配比，在不使用随形外冷铁与内冷铁工艺情况下解决了关键缩孔缩松缺陷，且粘砂率低、清砂容易。
3、本发明的制造方法工艺简单，生产成本低，适应批量生产。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明：
图1为本发明待制备的拖板的主视图；
图2为本发明待制备的拖板的俯视图；
图3本发明制造方法的流程图。
具体实施方式
本发明一种低温耐磨拖板，所述低温耐磨拖板的化学成分的重量百分比为：C 0.30-0.40%；Si 0.20-0.40%；Mn 0.75-0.90%；Cr 0.90-1.1%；Mo 0.08-0.12%；V 0.06-0.12%；Al 0.02-0.08%；S ≤0.04%；P≤0.04%；Ni≤0.3%；Cu≤0.3%；余量为Fe。
如图3所示，上述低温耐磨拖板的制造方法包括以下步骤：
1）制芯：按重量份分别称取以下砂芯配料：铬铁矿砂93-96.5份，碱性酚醛树脂2-4份，有机酯固化剂0.5-1.5份，谷糠按重量份1-1.5份；将上述砂芯配料放入混砂机中混砂后填入制芯模具中，待自硬后，脱模制得砂芯；
2）造型：采用V法铸造工艺分别制得上砂箱造型和下砂箱造型，上砂箱造型上具有上型腔，下砂箱造型上具有下型腔，将上述制得的砂芯放入下型腔的固定位置上，再将上砂箱造型和下砂箱造型进行合箱，二者内部形成一个完整的型腔，并放置浇口杯；
3）熔炼：按低温耐磨拖板的化学成分，将40铬钢屑、废钢、增碳剂、硅锰合金、低碳铬铁、钒铁和钼铁加入感应电炉中进行熔炼，熔炼的温度为1610-1630℃，待完全熔化形成钢水后，往钢水中加入占钢水重量0.12-0.14%的铝进行脱氧处理；
4）浇铸：将上述脱氧处理后的钢水注入型腔内，浇铸时的温度为1530-1580℃，浇注时间为40-50秒，待冷却后开箱取出铸件；
5）热处理：将上述铸件进行调质处理后制得低温耐磨拖板。
步骤5）中对铸件进行调质处理，具体包括以下步骤：先将铸件在890-910℃的温度下保温，保温4小时后采用有机淬火液进行淬火；再将淬火后的铸件进行回火，回火的保温温度为570-590℃，保温4小时后采用有机淬火液冷却。
实施例1：
低温耐磨拖板的化学成分的重量百分比为：C 0.30%；Si 0.30%；Mn 0.75%；Cr 1.1%；Mo 0.08%；V 0.08%；Al 0.02%；S 0.04%；P 0.009%；Ni 0.10%；Cu 0.30%；余量为Fe。
上述低温耐磨拖板的制造方法包括以下步骤：
1）制芯：按重量份分别称取以下砂芯配料：铬铁矿砂 96.5份；碱性酚醛树脂 2份；有机酯固化剂0.5份；谷糠1份；将上述砂芯配料放入混砂机中混砂后填入制芯模具中，待自硬后，脱模制得砂芯；
2）造型：采用V法铸造工艺分别制得上砂箱造型和下砂箱造型，将上述制得的砂芯放入下型腔的固定位置上，再将上砂箱造型和下砂箱造型进行合箱，并放置浇口杯；
3）熔炼：按低温耐磨拖板的化学成分，将40铬钢屑、废钢、增碳剂、硅锰合金、低碳铬铁、钒铁和钼铁加入感应电炉中进行熔炼，熔炼的温度为1610℃，待完全熔化形成钢水后，往钢水中加入占钢水重量0.12%的铝进行脱氧处理；
4）浇铸：将上述脱氧处理后的钢水注入型腔内，浇铸时的温度为1530℃，浇注时间为40秒，待冷却后开箱取出铸件；
5）热处理：将上述铸件进行调质处理后制得低温耐磨拖板。调质处理具体包括以下步骤：先将铸件在890℃的温度下保温，保温4小时后采用有机淬火液进行淬火；再将淬火后的铸件进行回火，回火的保温温度为570℃，保温4小时后采用有机淬火液冷却。
制备得到的低温耐磨拖板的屈服强度为555Mpa，抗拉强度为700Mpa，断后伸长率为12.6%，断面收缩率为20.5%，低温冲击韧性（-60℃）为2.8J/cm2,，硬度达到269HB。
实施例2：
低温耐磨拖板的化学成分的重量百分比为：C 0.40%；Si 0.20%；Mn 0.90%；Cr 1.0%；Mo 0.10%；V 0.12%；Al 0.08%；S 0.12%；P 0.01%；Ni 0.15%；Cu 0.18%；余量为Fe。
上述低温耐磨拖板的制造方法包括以下步骤：
1）制芯：按重量份分别称取以下砂芯配料：铬铁矿砂95份，碱性酚醛树脂4份，有机酯固化剂1份，谷糠按重量份1.25份；将上述砂芯配料放入混砂机中混砂后填入制芯模具中，待自硬后，脱模制得砂芯；
2）造型：采用V法铸造工艺分别制得上砂箱造型和下砂箱造型，将上述制得的砂芯放入下型腔的固定位置上，再将上砂箱造型和下砂箱造型进行合箱，并放置浇口杯；
3）熔炼：按低温耐磨拖板的化学成分，将40铬钢屑、废钢、增碳剂、硅锰合金、低碳铬铁、钒铁和钼铁加入感应电炉中进行熔炼，熔炼的温度为1630℃，待完全熔化形成钢水后，往钢水中加入占钢水重量0.14%的铝进行脱氧处理；
4）浇铸：将上述脱氧处理后的钢水注入型腔内，浇铸时的温度为1580℃，浇注时间为50秒，待冷却后开箱取出铸件；
5）热处理：将上述铸件进行调质处理后制得低温耐磨拖板。调质处理具体包括以下步骤：先将铸件在910℃的温度下保温，保温4小时后采用有机淬火液进行淬火；再将淬火后的铸件进行回火，回火的保温温度为590℃，保温4小时后采用有机淬火液冷却。
制备得到的低温耐磨拖板的屈服强度为580Mpa，抗拉强度为750Mpa，断后伸长率为12.3%，断面收缩率为20.8%，低温冲击韧性（-60℃）为2.1J/cm2,，硬度达到330HB。
实施例3：
低温耐磨拖板的化学成分的重量百分比为：C 0.35%；Si 0.40%；Mn 0.83%；Cr 0.90%；Mo 0.12%；V 0.06%；Al 0.05%；S 0.02%；P 0.04%；Ni 0.13%；Cu 0.30%；余量为Fe。
上述低温耐磨拖板的制造方法包括以下步骤：
1）制芯：按重量份分别称取以下砂芯配料：铬铁矿砂93份，碱性酚醛树脂3份，有机酯固化剂1.5份，谷糠按重量份1.5份；将上述砂芯配料放入混砂机中混砂后填入制芯模具中，待自硬后，脱模制得砂芯；
2）造型：采用V法铸造工艺分别制得上砂箱造型和下砂箱造型，将上述制得的砂芯放入下型腔的固定位置上，再将上砂箱造型和下砂箱造型进行合箱，并放置浇口杯；
3）熔炼：按低温耐磨拖板的化学成分，将40铬钢屑、废钢、增碳剂、硅锰合金、低碳铬铁、钒铁和钼铁加入感应电炉中进行熔炼，熔炼的温度为1620℃，待完全熔化形成钢水后，往钢水中加入占钢水重量0.13%的铝进行脱氧处理；
4）浇铸：将上述脱氧处理后的钢水注入型腔内，浇铸时的温度为1560℃，浇注时间为45秒，待冷却后开箱取出铸件；
5）热处理：将上述铸件进行调质处理后制得低温耐磨拖板。调质处理具体包括以下步骤：先将铸件在900℃的温度下保温，保温4小时后采用有机淬火液进行淬火；再将淬火后的铸件进行回火，回火的保温温度为580℃，保温4小时后采用有机淬火液冷却。
制备得到的低温耐磨拖板的屈服强度为560Mpa，抗拉强度为741Mpa，断后伸长率为12.7%，断面收缩率为20.2%，低温冲击韧性（-60℃）为2.4J/cm2,，硬度达到295HB。

Claims (2)

1.一种低温耐磨拖板的制造方法，其特征在于：所述低温耐磨拖板的化学成分的重量百分比为：C 0.30-0.40%；Si 0.20-0.40%；Mn 0.75-0.90%；Cr 0.90-1.1%；Mo 0.08-0.12%；V 0.06-0.12%；Al 0.02-0.08%；S ≤0.04%；P≤0.04%；Ni≤0.3%；Cu≤0.3%；余量为Fe；所述制造方法包括以下步骤：
1）制芯：按重量份分别称取以下砂芯配料：铬铁矿砂93-96.5份，碱性酚醛树脂2-4份，有机酯固化剂0.5-1.5份，谷糠按重量份1-1.5份；将上述砂芯配料放入混砂机中混砂后填入制芯模具中，待自硬后，脱模制得砂芯；
2）造型：采用V法铸造工艺分别制得上砂箱造型和下砂箱造型，将上述制得的砂芯放入下型腔的固定位置上，再将上砂箱造型和下砂箱造型进行合箱，并放置浇口杯；
3）熔炼：按低温耐磨拖板的化学成分，将40铬钢屑、废钢、增碳剂、硅锰合金、低碳铬铁、钒铁和钼铁加入感应电炉中进行熔炼，熔炼的温度为1610-1630℃，待完全熔化形成钢水后，往钢水中加入占钢水重量0.12-0.14%的铝进行脱氧处理；
4）浇铸：将上述脱氧处理后的钢水注入型腔内，浇铸时的温度为1530-1580℃，浇注时间为40-50秒，待冷却后开箱取出铸件；
5）热处理：将上述铸件进行调质处理后制得低温耐磨拖板。
2.根据权利要求1所述的一种低温耐磨拖板的制造方法，其特征在于：步骤5）中对铸件进行调质处理，具体包括以下步骤：先将铸件在890-910℃的温度下保温，保温4小时后采用有机淬火液进行淬火；再将淬火后的铸件进行回火，回火的保温温度为570-590℃，保温4小时后采用有机淬火液冷却。
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