[发明专利]一种锡青铜阀门类铸件的铸造方法

说明书

本发明公开了一种锡青铜阀门类铸件的铸造方法。该铸造方法包括如下步骤：将锡青铜合金原料于非真空感应炉内在1100～1250℃下形成熔池，用木炭覆盖，炉料熔炼成钢水后加入脱氧磷铜，然后在1150～1170℃下浇注，浇注完成后2～4分钟开始水冷，冷却至室温即可；其中，浇注在氩气保护下进行；水冷的水位根据铸件种类的不同而变化：浇注阀盖类铸件时水冷的水位高于阀盖类铸件的本体高度的一半，低于阀盖类铸件的顶部热节拐角位置；浇注阀体类铸件时水冷的水位高于阀体类铸件的本体高度。本发明的铸造方法解决了钢液氧化以及氧化夹渣的问题，非集中性疏松、枝晶偏析等缺陷得到明显改善，制得的锡青铜阀门类铸件合格率高、质量好。

技术领域

本发明涉及一种锡青铜阀门类铸件的铸造方法。

背景技术

锡青铜是以锡为主要合金元素的青铜。含锡量一般在3％～14％之间，主要用于制作弹性元件和耐磨零件。变形锡青铜的含锡量不超过8％，有时还添加磷、铅、锌等元素。磷是良好的脱氧剂，还能改善流动性和耐磨性。易切削加工，钎焊和焊接性能好，收缩系数小，无磁性。具有较高的强度、耐蚀性和优良的铸造性能，长期以来广泛应用于各工业部门中。工业锡青铜是工业上使用的重要铜合金。为改善其铸造、力学和耐磨性能，以及节约锡，在锡青铜中加入磷、锌、铅等合金元素。锡青铜是铸造收缩率最小的有色金属合金，可用来生产形状复杂、轮廓清晰、气密性要求不高的铸件。锡青铜在大气、海水、淡水和蒸汽中十分耐蚀，广泛用于蒸汽锅炉和海船零件。含磷锡青铜具有良好的力学性能，可用作高精密工作母机的耐磨零件和弹性零件。含铅锡青铜常用作耐磨零件和滑动轴承。含锌锡青铜可作高气密性铸件。

锡青铜因其化学成分的原因，其凝固范围大，枝晶偏析严重；凝固时不易形成集中缩孔，体积收缩很小；铸件中易出现锡的逆偏析，严重时铸件表面可见到白色斑点，甚至出现富锡颗粒，一般称为锡汗，改进浇注方法和工艺条件可减轻逆偏析程度；液态合金中，锡易生成硬脆的夹杂物SnO₂，熔炼要充分脱氧。考虑其成分的特殊性无法选用真空炉浇注，目前主要以非真空熔炼浇注锡青铜阀门类铸件，锡青铜合金中的金属将同空气中的氧发生反应(即钢液氧化)，产生大量的氧化物，导致铸件基体中出现夹杂，组织不连续，元素的烧损也较为严重为此，制得的产品非常容易形成裂纹、夹渣、疏松等问题，成品率低下，非真空熔炼浇注锡青铜容易出现吸气，氧化夹渣，且在内浇口位置出现偏析现象非常严重，这些铸造缺陷直接导致阀门内铸件磅压时出现渗漏现象，严重影响产品质量。

目前国内外多采取常规的木炭覆盖工艺，但由于钢液氧化、钢包选用不当以及冷却工艺不合适等，导致铸件出现浮渣、疏松、偏析等缺陷，成品率极低。

随着汽车、航空、蒸汽锅炉和海船等机械工业的不断发展，锡青铜的需求量会不断增大，现国内锡青铜阀门行业特别是军工海事操作行业多使用外国进口产品，其生产周期长，价格较国内产品10倍有余的问题，已经促使使用方将其眼光投向国内，国内锡青铜的生产厂家也已经孕育而生，但其生产水平良莠不齐，铸件质量很难达到国内行业的使用条件，要达到出口国外的水平还有很长一段距离。

因此，寻求合适的锡青铜阀门类铸件的浇注方法具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中非真空条件下浇注制备锡青铜阀门类铸件时由于钢液氧化、钢包选用不当以及冷却工艺不合适而引起的氧化夹渣、气孔、非集中性疏松、枝晶偏析严重最终导致铸件质量差等缺陷，而提供了一种锡青铜阀门类铸件的浇注方法。本发明的铸造方法解决了钢液氧化的问题，消除了氧化夹渣，非集中性疏松、枝晶偏析等缺陷得到明显改善，制得的锡青铜阀门类铸件合格率高、质量好。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。

本发明提供了一种锡青铜阀门类铸件的铸造方法，其包括如下步骤：

将锡青铜合金原料于非真空感应炉内在1100～1250℃下形成熔池，用木炭覆盖，炉料熔炼成钢水后加入脱氧磷铜，然后在1150～1170℃下浇注，浇注完成后2～4分钟开始水冷，冷却至室温即可；