[发明专利]复合石墨冷铁的制作方法

说明书

本发明公开了一种复合石墨冷铁的制作方法，现有冷铁易产生热节转移，本发明用导热率较低的耐火粘土与石墨复合在一起制成复合石墨冷铁，降低复合石墨冷铁的激冷能力，有效避免产生热节转移现象。

技术领域

本发明属于铸造技术，具体是一种复合石墨冷铁材料及复合石墨冷铁的制作方法，其目的是消除“热节”及“热节转移”的现象。

背景技术

在铸造技术中，冷铁是指为了增加铸件局部的冷却速度，在砂型、砂芯表面或型腔中安放的金属物或其他激冷物。使用冷铁来调整铸件在凝固过程的温度场，增加铸件在冷铁部位的冷却速度，防止铸件产生缩孔、缩松等铸造缺陷，是铸造技术和铸造生产中常见的一种方法。制作冷铁常用的材料有铸铁和石墨，也就是说，常用的冷铁有铸铁冷铁和石墨冷铁。

在实际生产中使用冷铁时会遇到这样一个问题，由于冷铁的激冷作用太强，形成了“热节转移”的现象。所谓热节，是指在铸件凝固过程中，铸件内比周围金属凝固缓慢的节点或局部区域。它是由于铸件结构上的因素，比如壁厚不同，或散热速度不同等，造成铸件上的某些区域比周围的区域拥有更多的需要散发的热量以及在凝固时相对较高的温度，从而在该区域形成了热节。也可以说，在铸件上放置冷铁的主要目的就是通过冷铁较好的吸热和传热作用来消除热节。但是，如果放置的冷铁太大，冷铁的作用太强，虽然消除了热节，由于铸件放置冷铁位置的部位冷却太快，就可能出现冷铁周围部位的温度明显高于冷铁部位的温度，在这些温度明显较高的部位出现新的热节，即出现“热节转移”的现象。在铸件凝固之后，转移的热节位置就可能形成缩孔、缩松等铸造缺陷。在风电铸件类的高端球墨铸铁件的生产中，由于对铸件的缩孔、缩松缺陷有严格的要求，热节转移带来的问题显得更为严重。原则上说，可以通过减小、减薄冷铁，降低冷铁的激冷能力来避免出现热节转移。但是，减小、减薄冷铁是受到限制的，不可能任意地减小、减薄。冷铁小到一定程度后，对铸铁冷铁来说，因其熔点较低，可能与铸件发生融合粘连，影响到铸件的表面质量；对石墨冷铁来说，虽然其熔点较高，但其强度较低，就可能在使用过程中发现碎裂，影响冷铁的使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有冷铁易产生热节转移的缺陷，提供一种复合石墨冷铁材料、复合石墨冷铁的制作方法及复合石墨冷铁。

为达到上述目的，本发明的复合石墨冷铁材料，其特征是由以下组分组成：

粒度为200目、质量百分比含量为10％-30％的耐火粘土熟料；

粒度≤4mm、质量百分比含量为40％-60％的石油焦；

粒度≤4mm、质量百分比含量为5％-10％的石墨碎；

质量百分比含量为20％-25％的中温沥青；

以上各组分的质量百分比含量之和为100％。

作为本发明复合石墨冷铁材料的优选技术手段：耐火粘土熟料的质量百分比含量为12-25%。

作为本发明复合石墨冷铁材料的优选技术手段：所述的石墨碎为在加工石墨过程中产生的石墨碎块、碎屑。

为达到上述目的，本发明的复合石墨冷铁的制作方法的一种方案是包括以下步骤：

（1）按本发明的复合石墨冷铁材料的组分及含量进行配料，均匀混合，其中的石油焦须经过煅烧；

（2）将步骤（1）的复合石墨冷铁材料混捏、挤压成型为冷铁板料；

（3）将步骤（2）挤压成型的冷铁坯料在1300±10℃的温度下焙烧，令冷铁坯料中的灰分挥发，形成焙烧品；

（4）石墨化处理；

（5）切割成型为复合石墨冷铁。

为达到上述目的，本发明的复合石墨冷铁的制作方法的另一种方案是包括以下步骤：