一種控制耐熱鋼晶粒度的生產方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于熔模鑄造的技術領域，涉及一種控制耐熱鋼晶粒度的生產方法。
【背景技術】
[0002]耐熱鋼屬奧氏體型鋼，主要用于高溫條件下反復加熱的抗氧化性鋼，大多用于爐嘴、爐底板、噴嘴等爐用部件。近年來Cr25Ni20鋼被用于燃氣輪機葉輪的輪轂，同時對材質晶粒度提出了要求(晶粒度<6.4_)。而傳統上并無對耐熱鋼進行晶粒度控制的技術，目前也沒有關于控制耐熱鋼晶粒度的方法和工藝的介紹資料。
[0003]本發明提供了一種控制耐熱鋼晶粒度的生產方法，通過采取低溫、慢澆，并且在金屬液中加入晶粒細化劑的方法以及控制模殼澆注溫度，快速冷卻工藝，達到細化晶粒的目的。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是:傳統熔模鑄造工藝下生產澆注耐熱鋼，晶粒度無法控制，對于一些特殊設備的使用要求，難以達標。
[0005]本發明的技術方案是:
[0006]一種控制耐熱鋼晶粒度的生產方法，包括如下步驟，
[0007]步驟I將模殼在1020°C下進行焙燒，保溫1.5h，然后將模殼進行降溫保溫，待澆注；
[0008]步驟2在150Kg快速感應爐中熔煉耐熱鋼，金屬液熔化、脫氧、打渣干凈后于低溫出爐至澆包中；
[0009]步驟3澆包內加入稀土硅合金作為晶粒細化劑；
[0010]步驟4澆注鑄件，澆注速度小于0.6kg/s ；
[0011]步驟5澆注后迅速將鑄件組放入水中快速冷卻，I分鐘后取出自然冷卻至室溫‘
[0012]步驟6脫殼清理。
[0013]其中，
[0014]步驟I中所述的降溫保溫過程中，模殼降溫至830°C，并保持1.5h以上。
[0015]步驟2中所述的低溫出爐過程中，出爐溫度為1500?1520°C。
[0016]步驟3中所加入的稀土硅合金，占金屬液重量的0.3%，粒度為I?2mm。
[0017]本發明的有益效果是:通過采用本發明的工藝步驟熔模鑄造工藝生產耐熱鋼鑄件，經過多批次驗證，可以將晶粒度穩定控制在6.4mm以下，從而可以提升該耐熱鋼鑄件的性能，擴大其適用范圍，滿足一些設備對耐熱鋼鑄件的晶粒度要求。
【具體實施方式】
[0018]下面通過具體實例對本發明進行進一步的詳細說明:
[0019]選取某燃氣輪機遮熱環，其設計要求為ZGCr25Ni20熔模鑄造鑄件，鑄件要求晶粒度< 6.4_且不得有突變。現采用本發明的工藝方案，詳細介紹其步驟如下:
[0020]步驟一將模殼在1020°C下進行焙燒，保溫1.5h，然后降至830°C保溫1.5h以上待澆注；
[0021]步驟二在150Kg快速感應爐中熔煉ZGCr25Ni20金屬，金屬液熔化、脫氧、打渣干凈后于1500?1520°C出爐至澆包中；
[0022]步驟三澆包內加入占金屬液重量0.3%、粒度為I?2mm的稀土硅合金作為晶粒細化劑；
[0023]步驟四澆注鑄件，澆注速度大于20s (注:鑄件澆注重量11.7Kg)；
[0024]步驟五澆注后迅速將鑄件組放入水中快速冷卻，I分鐘后取出自然冷卻至室溫；
[0025]步驟六脫殼清理。
[0026]經試驗，上述工藝方法制備的86件鑄件中，取樣檢查晶粒度，均滿足設計要求，晶粒度均在3.2mm以下且全部為等軸晶，未發現有晶粒突變，滿足用戶設計、使用要求。本工藝方案的成功實施，為耐熱鋼鑄造控制晶粒度提供了新的思路和選擇途徑。
【主權項】
1.一種控制耐熱鋼晶粒度的生產方法，包括如下步驟， 步驟I將模殼在1020°c下進行焙燒，保溫1.5h，然后將模殼進行降溫保溫，待澆注；步驟2在150Kg快速感應爐中熔煉耐熱鋼，金屬液熔化、脫氧、打渣干凈后于低溫出爐至澆包中； 步驟3澆包內加入稀土硅合金作為晶粒細化劑； 步驟4澆注鑄件，澆注速度小于0.6kg/s ； 步驟5澆注后迅速將鑄件組放入水中快速冷卻，I分鐘后取出自然冷卻至室溫； 步驟6脫殼清理。
2.根據權利要求1所述的一種控制耐熱鋼晶粒度的生產方法，其特征在于， 步驟I中所述的降溫保溫過程中，模殼降溫至830°C，并保持1.5h以上。
3.根據權利要求1所述的一種控制耐熱鋼晶粒度的生產方法，其特征在于， 步驟2中所述的低溫出爐過程中，出爐溫度為1500?1520°C。
4.根據權利要求1所述的一種控制耐熱鋼晶粒度的生產方法，其特征在于， 步驟3中所加入的稀土硅合金，占金屬液重量的0.3%，粒度為I?2mm。
【專利摘要】近年來Cr25Ni20鋼被用于燃氣輪機葉輪的輪轂，同時對材質晶粒度提出了要求（晶粒度＜6.4mm）。而傳統上并無對耐熱鋼進行晶粒度控制的技術，目前也沒有關于控制耐熱鋼晶粒度的方法和工藝的介紹資料。本發明提供了一種控制耐熱鋼晶粒度的生產方法，通過采取低溫、慢澆，并且在金屬液中加入晶粒細化劑的方法以及控制模殼澆注溫度，快速冷卻工藝，達到細化晶粒的目的。
【IPC分類】B22C9-04, B22D1-00, B22D27-04
【公開號】CN104690236
【申請號】CN201310666822
【發明人】朱淑惠, 毛智勇, 高映民, 劉俊英
【申請人】陜西宏遠航空鍛造有限責任公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2013年12月10日