專利名稱：鑄造鋼鐵的鑄型材料的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種鑄造方法，特別是一種用電極石墨或高純石墨制做鑄鋼、鑄鐵鑄件用的鑄型材料。
目前，世界上在鑄鋼、鑄鐵的鑄造生產上主要采用砂型鑄造。砂型鑄造需新砂處理、型砂配制、造型、落砂清理、舊砂處理回用，以及新砂、舊砂、型砂的運輸、儲存等繁多工序及相應的設備，還需要模板，大量的砂箱，此外，干型還需烘窖等，因而砂型鑄造不僅生產占地面積大，原料耗用量大，運輸量大，耗能高，勞動環境噪音大，粉塵高，工人的勞動強度高，消耗大量的輔助工時，而且還存在廢品率高，鑄件表面質量差等問題。
為改變鑄造生產以砂型為主的狀況，人們不斷創造出新的鑄造方法，如壓力鑄造，金屬型鑄造，而這些鑄造方法因其鑄型材料為鋼鐵所制，耐火度低，易龜裂、粘模，而使其壽命低，成本高。
本發明是尋求適用于制作鑄鋼、鑄鐵鑄件的永久型鑄型材料。用這種鑄型材料制作鑄型，可以省卻砂型鑄造中的大量砂處理設備，并且提高鑄件質量，提高生產率，改善勞動環境，降低生產成本。
本發明是利用高純石墨或電極石墨來制作鑄鋼、鑄鐵件的鑄型。高純石墨與電極石墨的熔點高達3700℃，通常其強度隨溫度的升高而提高，2500℃時其強度達到最高值。石墨的熱穩定性好，450℃開始氧化，處于還原性或中性氣氛中，則2500℃時還具有極高的穩定性。石墨與鋼水、鐵水不潤濕。石墨的熱容量為0.17千卡/千克·度，近乎鑄鐵的兩倍，導熱系數為100～110千卡/米·時·℃，(純銅為26.67千卡/米·時·℃)，膨脹系數為(0.5～4)×10-6/℃，硬度為HB5～10，可以用車、鉆、刨、鋸、銑進行加工，還可用粘合劑粘合。因此，高純石墨與電極石墨是一種高溫抗氧化，蓄熱大，導熱快，線脹系數小，極易加工成型的材料，在高溫的反復作用下不變形、不龜裂、具有足夠的強度，非常適用于制作澆注溫度高的鑄鋼、鑄鐵件的鑄型。
采用本發明鑄型，鑄造工藝可以采用“恒壓等流量”、“H法”澆注系統配合保溫冒口和澆口，也可以用“涌泉式”(反雨淋)澆口配以縫隙澆口，以及用“涌泉式”澆口、縫隙澆口配以復合鑄造等方法生產鑄件。石墨型可以用箱框、石棉布、水玻璃等鑲嵌起來，以方便操作提高壽命。對于簡單小件如磨球的鑄型，亦可不必鑲嵌，單獨使用石墨型鑄造，其石墨型的厚度應大于球半徑1厘米以上。
本發明適用于各種鑄造合金的鑄造球磨機磨球，各種合金的鑄造軋輥，尤其是冷硬鑄鐵軋輥或復合鑄造軋輥，也適用于可鍛鑄鐵、形體較簡單的球墨鑄鐵及蠕墨鑄鐵和灰鑄鐵件。不僅可提高鑄件的表面質量，更重要的是提高鑄件的內在質量，使其組織致密、細化。
用本發明鑄造磨球，可以消除縮松，使硬度(HRC)提高3～5度以上，沖擊韌性提高0.2～0.8kgm/cm2以上，鑄型壽命可達千次以上。
用以鑄造球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵，可用小冒口或無冒口工藝，尤其對齒輪、蝸輪毛坯等厚壁件，效果更好。這是因為石墨型線脹小，型壁不遷移，導熱快，蓄熱大，從而發揮了石墨化膨脹的自補作用，同時保證了球化率和蠕化率，因此大大提高了鑄件質量。
用以鑄造軋輥，如冷硬軋輥，可以提高表面光潔度、工作表面的硬度，并使軋輥工作表面的硬度均勻，提高其抗疲勞剝落的能力，提高鑄造工藝出品率。
用于可鍛鑄鐵鑄造，可以提高原鐵水的碳硅當量，從而縮短退火周期，減少退火罐的消耗量。
本發明用于鑄鋼、鑄鐵件生產，可以不用砂或少用砂，減少了大量的輔助設備，便于機械化自動化生產，可節省場地，提高效率，大幅度地降低生產成本，提高鑄件質量。與砂型鑄造相比，造型材料消耗可降低60%以上。
實施例1.鑄造高鉻磨球，以電極石墨制作鑄型，石墨型的厚度大于磨球半徑一厘米，鑄造工藝采用“H法”加保溫澆冒口。其工藝出品率達80%以上，沖擊韌性為0.5～1.8kgm/cm2，硬度HRC58～64。
2.鑄造9Cr2小型軋輥，軋輥直徑Φ250mm，電極石墨用隨型結構，厚度80mm，將電極石墨型鑲嵌在砂型中使用，鑄造工藝采用縫隙澆口與保溫冒口，其工藝出品率達80%以上，并提高軋輥表面光潔度，使軋輥內部組織致密，均勻。
權利要求
1.一種用于鑄造鋼鐵的鑄型材料，其特征在于用電極石墨或高純石墨制做鑄鋼、鑄鐵件的鑄型。
2.根據權利要求1所述的鑄鋼、鑄鐵件的鑄型，其特征在于用電極石墨或高純石墨制做合金鑄球的鑄型，制做鑄造軋輥的鑄型、制做球墨鑄鐵及可鍛鑄鐵、蠕墨鑄鐵件的鑄型。
全文摘要
本發明是用電極石墨或高純石墨制做鑄鋼鑄鐵件的鑄型材料，在反復的高溫作用下不變形，不龜裂，且導熱快，蓄熱大，有理想的高溫強度，可適用于鑄造各種白口鑄鐵，可鍛鑄鐵，形體簡單的球墨鑄鐵及蠕墨鑄鐵與灰鑄鐵鑄件，也適用于鑄造軋輥，與砂型鑄造相比，可省卻大量的砂處理設備及烘干設備等，便于鑄造機械化、自動化、大幅度提高生產效率，采用本發明不僅改善勞動環境，降低工人勞動強度，而且可提高鑄件質量，提高鑄造工藝出品率，顯著降低生產成本。
文檔編號B22C1/00GK1041895SQ88109669
公開日1990年5月9日 申請日期1988年10月19日 優先權日1988年10月19日
發明者王執福 申請人:山東工業大學