[发明专利]制造一种核电站用安全壳喷淋泵马氏体不锈钢泵壳产品

摘要

制造一种核电站用安全壳喷淋泵马氏体不锈钢泵壳产品，采用中频炉+VOD双联法冶炼、得含气量低、成分均匀高纯度钢水；用工艺分析系统设计获得工艺参数，泵壳流道内用铬铁矿砂，铬铁矿砂的外层呋喃树脂砂铸造保证流道内光滑、平整；用卡板来确保组芯、下芯的准确，使流道尺寸公差满足要求；通过工艺性试验调整热处理工艺参数，在进炉温度、升温速率、保温温度、淬火温度及淬火转移时间进行控制，经两次回火，解决了冲击性能低、硬度高的难题。解决了以往铸件产品气孔缺陷多、表面粘砂严重、流道尺寸精度差、力学性能较差的难题，获得尺寸精度高，工艺缺陷少、内部组织致密，流道内腔无粘砂、耐腐蚀的马氏体不锈钢泵壳铸件。

主权项

 制造一种核电站用安全壳喷淋泵马氏体不锈钢泵壳的方法，其冶炼、铸造、热处理工艺方法采用新的与常规的芯盒制备、配砂造型、浇注、清砂、去除浇冒口工艺相结合，其特征在于：制造工艺步骤包括冶炼、铸造、热处理阶段，制造该核电站用安全壳喷淋泵马氏体不锈钢泵壳的尺寸精度要求高、且流道结构复杂而狭窄的特点，采用法国RCC‑M标准中Z5CND13‑04材质；1.0）、熔炼工艺采用中频炉+VOD熔炼的工艺方法，将精确计算的炉料和合金经高温烘烤后，利用中频炉交流电感应，熔化金属炉料，钢液温度达到1600℃后，将钢液转移到VOD炉中进行真空吹氧气脱碳，通过控制氧枪高度、氧气压力、氧气流量，控制钢液中的N、H、0含量，使钢水含碳量低于0.03%、含气量不超过200ppm，使氧化烧损低，钢水纯净；2.0）、安全壳喷淋泵马氏体不锈钢泵壳铸造工艺方法是：上、中、下模具置于预制的上、 中、下砂箱内，再用树脂砂和铬矿砂复制成上、中、下铸型和砂芯，造型后的铸型则自然产生在模具的分模面上，将砂芯置于铸型内后，采用自制卡板控制砂芯落位准确后将上、中、下铸型合箱构成整个铸型，铸型和砂芯组成的型腔成为金属填充整体为安全壳喷淋泵马氏体不锈钢泵壳铸件的型腔；2.1）、为避免内型腔在高温下不被粘砂、烧结，根据内腔的形状，严格采用铬矿砂制备砂芯表面，即在铬铁矿砂的外层再填入呋喃树脂砂，脱模后即与预制的铬矿砂芯自然地组合成整体砂芯； 2.2）、在整体铸造该安全壳喷淋泵马氏体不锈钢泵壳时，严格控制金属液浇注后的凝固顺序，因此在上箱端面处共设置3个100mm×200mm的腰形冒口、中间铸型中心位置设置一个Φ140mm圆冒口、底部铸型外圆周均布8个Φ100mm圆冒口，能使金属液能自上而下地朝着冒口方向有序地凝固；达到本安全壳喷淋泵马氏体不锈钢泵壳铸件在整个凝固结晶过程中都能获得金属液的补缩，以及铸件内的缩孔和缩松都最后被引入冒口内；清理铸件时，除去浇注系统和冒口后，获得致密而完整的泵壳铸件；2.3）、本安全壳喷淋泵马氏体不锈钢泵壳铸件有序凝固的方向，在下箱部位都摆放了具有激冷的碳钢或不锈钢材料制成的外冷体；金属液浇注后，在外冷体的激冷下，下箱的金属液早于其它部位的金属液先冷却；下箱面凝固时，其所需补缩的金属液会得到上部未凝固金属液不断地补充，使本泵壳铸件能自下而上的顺序凝固，达到冒口晚于铸件凝固；2.4）、下箱面底端设置有呈环形分布高梯形内浇道，它避开外冷体的激冷处而紧贴于铸件底面，能有效地分散热量，且将激冷处的热影响降到最低，达到金属液浇注平稳、无飞溅、氧化和避免冲刷铸型；2.5）、横浇道与预埋在铸型一侧的直径为60mm陶瓷材料制成的直浇道连通，内浇道截面积为直浇道的1.2～1.5倍，浇注金属液经直浇道进入横浇道，再经内浇道进入型腔进行底浇，均匀分散金属液热量，减少对砂芯的热影响；2.6）、金属液由下至上到达冒口顶部时为浇注完毕，浇注完后向每个冒口内加入300g铸造用发热剂，延长冒口凝固时间，有利本泵壳铸件整个凝固过程中能不断得到金属液的补充，待铸件全部凝固并冷却后打开砂箱，经清砂、去除浇冒口后进行热处理，获得本泵壳铸件产品；3.0）、热处理工艺方法，将整理好的铸件经过1000～1050℃保温3～6小时，空冷至100℃以内，经两次回火，能保证抗拉强度不降低，提高抗冲击性能，降低表面硬度，防止产生淬火裂纹及热处理缺陷。