[发明专利]防止ZG1Cr12Ni3Mo2Co2VN不锈钢铸件产生氧化斑疤的方法

说明书

技术领域

本发明涉及熔模精密铸造领域，具体是一种防止ZG1Cr12Ni3Mo2Co2VN不锈钢铸件产生氧化斑疤的方法。

背景技术

ZG1Cr12Ni3Mo2Co2VN是一种12％铬型马氏体热强不锈钢。该钢具有较高的热强性能、抗蠕变性能、热稳定性、抗氧化性能和疲劳性能。适用于制造航空发动机的中介机匣、扩散机匣中的大平面薄壁支板及内机匣等重要部件。

对于ZG1Cr12Ni3Mo2Co2VN马氏体不锈钢，含铬量较高，在非真空熔炼铸造时，极易产生氧化斑疤。这种细小的黑色斑点在铸件表面形成，往往造成铸件表面贫铬，形成Cr₂O₃，降低了铸件的力学性能。同时由于铸件表面产生的氧化斑疤缺陷超出了铸件验收标准的要求，造成了大量的废品损失。

造成铸件产生氧化斑疤的主要原因是现有的铸造工艺没有对铸件在浇注过程采取防氧化的保护措施。在现有工艺中，首先没有考虑在铸件浇注之前，对型壳进行防氧化保护，因为将金属液浇注到已经过高温焙烧，并存有空气的型壳中时，在这种高温下，铸件表面已经发生了氧化；其次铸件浇注之后，虽然铸件表面有型壳保护，但在1500℃以上的高温下，铸件也极易发生氧化反应。

经检索国内外专利文献，检索出专利如下：

在公开号为CN1593808(名称：热塑性精成型氮气保护防氧化系统)的发明创造中，公开了一种对于热塑性精成型生产过程氮气保护防氧化装置设施。该系统主要由坯料净化处理、氮气动态密封加热和冷却无氧化装置、中温冷却及控制系统组成。喷砂、下料、除水后的坯料进入一次加热保护氮气室，经一次加热后的坯料，再经预成形工序，预成形后工件进入二次加热保护氮气室，经二次加热后的工件，经精成形工序，精成形后的工件进入冷却通道保护氮气室，冷却至中温后进入中温冷却室，最后由出料车将工件输出。主要解决了既能在高温下减少氧化所造成的材料浪费，又能提高工件尺寸精度、表面质量和模具寿命问题。

在公开号为CN201320062105.0(名称：氮气保护装置)的发明创造中，公开了一种氮气保护装置，包括电控装置、氮气导管、电加热装置、锡炉和氮气循环外罩；电加热装置包括用于对氮气加热的加热管，该加热管的进气口连接外部氮气管道，加热管的出气口连接所述氮气导管的进气口，氮气导管的出气口连接所述氮气循环外罩的进气孔，氮气循环外罩盖接在所述锡炉的炉口上；氮气导管位于所述锡炉的外侧；电加热装置受控于所述电控装置。该实用新型的氮气保护装置的益处为：1、避免了氮气导管被腐蚀，提高氮气导管的可靠性和安全性；2、电加热装置独立的给氮气加热，并且受到电控装置的控制，可以精确地控制电加热装置的输出功率，得到所需的氮气温度，提高波峰焊设备对不同PCB板焊接工艺的适应性。

上述两个专利一个是针对热塑性精成型生产过程氮气保护防氧化装置，一个是防止氮气导管腐蚀的氮气保护装置，二者首先公开的都是氮气保护装置的发明，没有涉及铸造工艺过程中对铸件型壳的氮气保护，其次二者的氮气保护装置不适用于1500℃～1600℃高温下铸件浇注过程中的防氧化，因此上述两个专利不能直接用于本专利要保护的ZG1Cr12Ni3Mo2Co2VN不锈钢铸件。

发明内容

本发明的目的是提供一种防止ZG1Cr12Ni3Mo2Co2VN不锈钢铸件产生氧化斑疤的方法，提高铸件的表面质量和力学性能，降低铸件废品损失。

本发明的技术方案为：

所述一种防止ZG1Cr12Ni3Mo2Co2VN不锈钢铸件产生氧化斑疤的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：准备氮气保护装置；所述氮气保护装置包括砂盘、金属罩、平台；砂盘内铺莫来卡特砂，金属罩与砂盘形成保护空间，平台处于保护空间内，并有氮气接口通入保护空间内；

步骤2：将制备ZG1Cr12Ni3Mo2Co2VN不锈钢铸件的型壳在焙烧炉中焙烧；

步骤3：将焙烧完成的型壳从焙烧炉中取出，并将氮气充入型壳中；

步骤4：将充有氮气的型壳放置在中频翻转炉上进行浇注；

步骤5：在浇注完成前，将氮气从氮气接口充入保护空间内，使保护空间内充满氮气；

步骤6：将浇注后的铸型放入保护空间内的平台上，同时继续从氮气接口向保护空间内充入氮气，对铸型的保护时间不小于3分钟。

进一步的优选方案，所述一种防止ZG1Cr12Ni3Mo2Co2VN不锈钢铸件产生氧化斑疤的方法，其特征在于：步骤2中的焙烧温度为900～1100℃，焙烧时间不少于1小时。