[发明专利]一种径向震动离心铸造方法

说明书

本发明公开了一种径向震动离心铸造方法。该方法包括以下步骤：1）管模烘烤、喷涂涂层、安装管模两端挡板；2）从管模的浇注端浇注金属液，当金属液充型到管模的非浇注端时，启动震动动力装置，管模产生径向震动；3）金属液浇注完，喷水冷却管模，当金属液凝固厚度达到离心铸钢管厚度的一半时，关闭震动装置；4）金属液全部凝固，推管或拔管，实现铸钢管与管模的分离。对于奥氏体材质铸钢管而言，管模的径向震动打断铸态树枝晶，改善铸态组织晶粒度。对中低碳铸钢管而言，该方法对铸钢管的碳偏析有很好的抑制作用。

技术领域

本发明应用于离心铸造领域，具体涉及一种管模径向震动的离心铸造方法。

背景技术

离心铸造工艺在我国属于成熟的工艺，无论离心制造球铁管、灰铁管和铸钢管，不仅生产厂家多，而且产量也大。但对于奥氏体不锈钢无缝管或镍基耐热无缝管而言，多采用铸锭、锻造、热挤压、冷轧成管的工艺路线，很少使用离心铸钢管作为原料坯。实际上，奥氏体不锈钢无缝管或镍基耐热无缝管可以采用离心铸管坯料经热挤压成挤压管，然后冷轧的工艺生产而成。该工艺路线短，节约制造成本。之所以这类无缝管很少采用离心坯料作为原料坯，一是离心机的生产节奏无法满足冶炼生产要求，二是离心铸管坯的晶粒度无法满足要求。由于奥氏体不锈钢和镍基耐热钢从高温到室温均是奥氏体组织，该组织的晶粒度无法经过热处理改变，晶粒的细化只有通过变形加工，如挤压、锻造、冷轧等，从而改善晶粒度，提高其性能。奥氏体不锈钢和镍基耐热钢无缝管为获得满意的晶粒度，采用铸钢管作为原料坯时，由于离心铸钢管坯料的铸态晶粒尺寸较大，需要多次或大变形量加工，若能够减小铸钢管原料坯的铸态晶粒尺寸，改善晶粒度，可为后续加工减轻压力，节约生产成本。

已经公开的专利材料CN109014110A和CN206839085U，给出了立式离心铸造的震动方法，这些适用于批量小件的离心生产，不适用于几百公斤以上大重量的离心铸钢管卧式离心铸造。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提供一种径向震动离心铸造方法，在离心铸造奥氏体材质铸钢管时，可减小其铸态晶粒，改善晶粒度。

本发明所采用的技术方案是：径向震动离心铸造方法使用包括震动托轮的离心机进行离心铸造，所述震动托轮包括震动从动轮和震动装置，所述震动装置通过离合器连接电机动力装置，该震动装置包括包括转轴和安装在转轴上的偏心组件；所述震动从动轮包括安装在转轴上的轴承Ⅱ和震动轮。该离心铸造方法包括下列步骤：1）管模烘烤、喷涂涂层、安装管模两端挡板；2）从管模的浇注端浇注金属液，当金属液充型到管模的非浇注端时，启动电机动力装置，合上离合器，转轴旋转，其旋转方向和旋转角速度与震动轮一致，轴承Ⅱ相对静止，转轴带动偏心组件旋转，偏心组件带动震动轮产生径向震动，使得管模产生径向震动；3）金属液浇注完，喷水冷却管模，当金属液凝固厚度达到离心铸钢管厚度的一半时，松开离合器，关闭电机动力装置，转轴静止，震动轮在轴承Ⅱ的作用下，继续旋转，保持管模旋转；4）金属液全部凝固，推管或拔管，实现铸钢管与管模的分离。若轴承Ⅱ震坏，或其他情况，不执行所述步骤3），即步骤2）一致保持到金属液凝固，然后执行步骤4）。

本发明的有益效果是：对于奥氏体不锈钢或镍基耐热钢离心铸钢管而言，采用该铸造方法，管模的径向震动可以打断铸态树枝晶，改善铸态组织晶粒度，为后续的变形加工减轻压力。对中低碳铸钢管而言，该方法对铸钢管的碳偏析有很好的抑制作用。

附图说明

图1为径向震动离心机结构示意图；

图2为震动托轮结构示意图；

图3为图2的A-A截面示意图；

图4为管模无震动镍基合金铸钢管铸态组织；

图5为管模径向震动镍基合金铸钢管铸态组织；

其中：1-管模、2-从动轮组、3-主动轮组、4-托轮支座、5-离合器、6-转轴、7-轴承Ⅰ、8-铜套、9-轴承Ⅱ、10-震动轮、11-轴承Ⅰ端盖、12-偏心组件、13-支撑钢板。