立式潛流半連續紅錠鑄造c18000合金工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種鎳鉻硅銅合金(C18000)鑄造技術，特別是涉及一種立式潛流半連 續紅錠鑄造 C18000合金工藝，本發明采用立式潛流半連續方式鑄造，鑄錠拉出結晶器呈現 紅色(900~IOO(TC)，在鑄錠拉出結晶器1000 mm處噴淋冷卻至常溫;本發明規定了鑄造時使 用的結晶器。
【背景技術】
[0002] C18000是一種鎳鉻硅合金銅，是時效析出強化型合金，具有強度高、硬度高、減摩 性好、導電性適中、沖擊時不產生火花等優良特性，多用于耐磨且要求具有一定導電性的材 料，如摩擦零件、導向臂、發動機中的各種重要零件、電阻焊接中的模芯及鑲件等，加工產品 附加值高。C18000合金加工性能良好，但對應力十分敏感，在鑄造或加工時稍有控制不當就 產生裂紋現象。傳統工藝采用敞開式流槽鐵模鑄造，自然冷卻，以降低鑄錠內部應力，防止 裂紋發生，但在澆鑄過程中熔體流槽輸送金屬液容易吸氣、氧化燒損而造成鑄錠氣孔、夾渣 缺陷;且因澆注過程中金屬液溫降較快，使得必須設定較高的出爐溫度，造成能源的浪費及 有害煙塵的排放;鐵模鑄造鑄錠質量差，表面氧化嚴重，還需經過車光處理才能使用，成材 率低，制造成本高，勞動條件差。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于解決現有技術存在的因鑄造應力導致的鑄錠裂紋問題，以及傳 統敞開式流槽模鑄工藝生產效率低下、制造成本高的問題，給出一種立式潛流半連續紅錠 鑄造 C18000合金工藝。本發明從鑄造入手，研究鑄造工藝，解決C18000合金鑄造應力問題， 同時提出非常適合的鑄造工藝，突破傳統敞開式流槽模鑄工藝，提高生產效率，降低生產成 本，節能環保。
[0004] 本發明給出的技術方案是：一種立式潛流半連續紅錠鑄造 C18000合金工藝，其特 征在于。
[0005] (1)整個鑄造過程在全封閉狀態下進行。采用"金屬液閥門+潛流式通道(石墨管)" 將熔煉爐中的金屬液輸送到結晶器中進行半連續鑄造。流程為:液態合金-爐頭-管道- 結晶器-鑄錠。
[0006] (2)鑄造過程為連續進行，待爐內合金液體流凈后，鑄造過程結束，即所謂半連續 鑄造，鑄錠質量較大。
[0007] (3)鑄造時采用特制結晶器并采用紅錠鑄造方式。
[0008] ①此結晶器采用紫銅鍛件材質，結晶器高260mm，緩冷帶厚度120mm，較普通結晶器 增加一倍、高度增加一倍，一次冷卻帶平均厚度50mm，較普通結晶器增厚一倍。目的降低金 屬液在結晶器內溫降，使熔體中殘留渣滓充分上浮，保證鑄造組織質量。該結晶器實際上相 當于一只滑動的水冷模，冷卻水從下端進入，從上端引出。
[0009] ②紅錠鑄造。一般鑄造時結晶器通水冷卻，即一次冷卻，在鑄錠引出結晶器后即刻 直接噴水冷卻，既二次冷卻。本紅錠鑄造方法，在一次冷卻相同條件下，暫緩進行二次冷卻， 在鑄錠引出結晶器后800_~1000 mm處，設置一個環形水冷環，對鑄錠進行噴水霧冷卻，非鑄 錠引出結晶器后即刻冷卻。此二次冷卻裝置是完全獨立的，冷卻強度可以單獨調節，而不影 響一次冷卻。二次噴水霧冷卻的結晶器裝置降低了冷卻強度，即降低合金凝固后冷卻速度， 減少鑄錠內外層金屬溫差，減小內部應力，避免出現裂紋現象。
[0010] 與現有技術相比較，本發明的有益效果是。
[0011] 通過本技術方案的實施，能夠很好地解決目前鎳鉻銅合金C18000鑄造過程中易產 生裂紋現象及生產效率低、成本高的問題，突破了傳統模鑄工藝技術，改善作業條件，鑄錠 質量大可以達到2t以上，冶金質量好，成品率達到95%以上，降低生產成本，提高了生產效 率，安全環保。
【附圖說明】
[0012] 圖1為半連續潛流紅錠鑄造過程圖。
[0013] 圖2為二次冷卻系統環形水冷環。
[0014]圖中標記：1.爐頭，2.熔體，3.液流調節裝置，4.澆注管，5.結晶器，6.波穴，7.環形 水冷環，8.鑄錠，9.覆蓋劑煙灰。
【具體實施方式】
[0015] 下面結合附圖對發明的【具體實施方式】詳細說明如下。
[0016] 實施例1。
[0017]采用本發明生產鎳鉻硅銅C18000合金鑄錠，規格：Φ 202πιπι，化學成分符合GB/T 5231-2012標準。
[0018] 設備:3.5噸半連續鑄造機、直徑202mm紅錠結晶器。
[0019] 工藝:采用立式潛流半連續紅錠鑄造。
[0020] 1、化學成分。
[0021] (1)C18000合金化學成分要求，見表1。
[0022] 表1:C18000合金主要化學成份％。 L0023」 （2)C18000合金配料。
[0024]根據相關資料，附/5丨比值為4，形成附25丨，可時效強化合金;附/5丨比值為6.27，形 成Ni3Si，也可時效強化合金，同時對應力腐蝕不敏感。因此Ni/Si比值應大于4,配料比例按 表2執行。 「00251 丟？!.Cl 8000合全配Mhk仿IL
[0026]物料按表2合金配比共投料1500Kg，完全熔化后，取樣做化學成分分析，合格后進 行澆注。
[0027] 2、鑄造工藝。
[0028] (1)將直徑202mm紅錠結晶器在鑄造平臺上安放平整，把引錠底座上升至距結晶器 上沿150mm處，兩者的縫隙用干燥的石棉繩塞嚴。用布將結晶器和底墊擦干，或用烤紅的石 墨制品烤干。
[0029] (2)潛流式通道采用石墨管，內孔直徑20mm，壁厚10mm，長度270mm，預熱烤干后安 裝在爐頭1上。澆注時要求漏斗管中心對準結晶器中心，漏斗管插入液面下約30_。
[0030] (3)澆注前必須燙三次爐頭1，讓爐頭1充分預熱方可出爐澆注。爐頭預熱好后將熔 體2倒入爐頭1進行保溫，鑄造溫度控制在1310~1330Γ。
[0031] (4)開始澆注，打開液流調節裝置3,熔體2從澆注管4流入結晶器5內，然后將烘干 的覆蓋劑煙灰9倒入結晶器5內，覆蓋劑煙灰9覆蓋厚度以覆蓋住銅水為宜，使金屬液與空氣 隔絕防止氧化，并起到潤滑作用。
[0032] (5)打開冷卻水閥門，向結晶器5中通入冷卻水，冷卻水壓控制在0.03~O.IMPa，靠 結晶器壁一側金屬液受到冷卻作用形成一層凝固殼，待金屬液面位置距結晶器上沿約20mm 時開啟鑄造機，鑄造機臺車臺車向下運行，澆注速度為100~130s/100mm，澆注過程中要求 控制結晶器5液面保持平穩。
[0033] (6 )當紅錠出結晶器5向下走出800mm處，受到環形水冷環7噴出水霧的二次冷卻。 冷卻水壓為0.02~0.04MPa，二次冷卻裝置，單獨供水，由若干個小噴嘴組成，吊裝在結晶器 5下緣。
[0034] (7)待爐內合金液體流凈后，鑄造過程結束。鑄錠8重量1482Kg，鑄錠內外表面質量 良好，沒有裂紋發生，鑄錠成品率98.8，％。
【主權項】
1. 一種立式潛流半連續紅錠鑄造 C18000合金工藝，其特征在于： (1) 整個鑄造過程在全封閉狀態下進行，采用"金屬液閥門+潛流式通道(石墨管)"將熔 煉爐中的金屬液輸送到結晶器中進行半連續鑄造，整個鑄造過程為:液態合金-爐頭-管 道-結晶器-鑄錠； (2) 鑄造過程為連續進行，待爐內合金液體流凈后，鑄造過程結束，即所述半連續鑄造； (3) 鑄造時采用大型號的結晶器并采用紅錠鑄造方式： ① 所述的結晶器采用紫銅鍛件材質制成，該結晶器高260mm，緩冷帶厚度120_，一次冷 卻帶平均厚度50mm ; ② 紅錠鑄造，鑄造時結晶器通水冷卻，即一次冷卻，在鑄錠引出結晶器后暫緩進行二次 冷卻，在鑄錠引出結晶器后800mm~1000mm處，設置一個獨立的環形水冷環，對鑄錠進行噴 水霧冷卻，即二次冷卻。
【專利摘要】<b>一種立式潛流半連續紅錠鑄造</b><b>C18000</b><b>合金工藝，其特征在于：（</b><b>1</b><b>）整個鑄造過程在全封閉狀態下進行，采用“金屬液閥門</b><b>+</b><b>潛流式通道”將熔煉爐中的金屬液輸送到結晶器中進行半連續鑄造，整個鑄造過程為：液態合金→爐頭→管道→結晶器→鑄錠；（</b><b>2</b><b>）鑄造過程為連續進行，待爐內合金液體流凈后，鑄造過程結束，即所述半連續鑄造；（</b><b>3</b><b>）鑄造時采用大型號的結晶器并采用紅錠鑄造方式。本發明從鑄造入手，研究鑄造工藝，解決</b><b>C18000</b><b>合金鑄造應力問題，同時提出非常適合的鑄造工藝，突破傳統敞開式流槽模鑄工藝，提高生產效率，降低生產成本，節能環保。</b>
【IPC分類】B22D11/124, B22D11/055
【公開號】CN105665665
【申請號】CN201610110501
【發明人】董艷霞, 于林平, 張洪, 王永勝, 張健
【申請人】沈陽有色金屬加工有限公司
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年2月29日