一种基于铸辗复合成形的紧固螺母铸造工艺

摘要

本发明公开了一种基于铸辗复合成形的紧固螺母铸造工艺，按照碳素钢：80‑90%，铁屑：10‑20%的比例调配铸造配料，铸造中直接辗扩成形，省去了现有工艺中的下料、锻造和冲孔工序；本发明所设计的一种基于铸辗复合成形的紧固螺母铸造工艺，减少铸坯在铸造过程中的缩孔、缩松、偏析等缺陷和尽可能使晶粒细化，制造出可满足辗扩成形性能需求的高质量的紧固螺母，同时具有明显的屈服平台且屈服平台不随时间延长而消失，抗滞后断裂性强、塑性高且加工制造污染少、成本低。

主权项

一种基于铸辗复合成形的紧固螺母铸造工艺，其特征在于，包括以下具体步骤：(1)根据紧固螺母的形状以石英砂、水玻璃和膨润土为造型材料混制出铸型，所述铸型冒口设置于铸型的外曲面上且沿垂直于外曲面的方向延伸1.5CM，然后将铸型置于烘炉中在220‑250℃下进行烘干；(2)向烘干的铸型表面喷涂一层涂料，所述的涂料按质量百分比计包含以下组分：锆英粉：90‑93％，酚醛树脂：2‑4％，有机膨润土：1.5‑2.5％及二氧化钛：0.5‑1％；(3)按照碳素钢：80‑90％，铁屑：10‑20％的比例调配铸造配料，将铸造配料进行冶炼得到铸造原料溶液，冶炼温度为1680‑1700℃，冶炼时间为3.7‑4.0h；所述碳素钢重量百分比化学成分为：C:0.18﹣0.3％，Si:0.6﹣0.9％，Mn:1.3﹣1.9％；Cr:0.05﹣0.1％，Nb:0.01﹣0.05％，V:0.10﹣0.20％，Ni:0.01﹣0.03％，B：0.002﹣0.004％，P＜0.023％，S＜0.023％，余量为Fe；(4)将添加入合金元素的铸造原料溶液进行镇静3‑5min，然后向铸型内浇铸形成紧固螺母坯，浇注温度为1540‑1550℃，浇注速度为67‑70kg/s，浇注时间为1.5‑2.5s，在浇注过程中向铸造原料溶液中加入少量变质剂；所述变质剂的化学成份质量百分比为：稀土硅92％，铋锭3％，镁锭3％，铝锭2％；(5)浇注后对紧固螺母坯依次进行正火、回火及调质热处理；(6)对步骤(5)中经调质热处理后的紧固螺母坯进行冷却工序降至室温，对降至室温的紧固螺母坯进行细磨与抛丸处理，最终得到能直接使用于铸辗复合成形的紧固螺母；步骤(5)中的紧固螺母坯进行正火、回火及调质热处理的具体操作为：正火：将紧固螺母坯送入炉中加热至850‑900℃，并炉冷却至420‑450℃，随后打开炉门继续缓冷至250‑300℃出炉空冷至室温；回火：将经正火后的紧固螺母坯炉热至680‑700℃，然后保温20‑25min后出炉进行水冷或油冷至室温；调质热处理：采用一次正火+两次回火，第一次回火温度大于第二次回火温度；正火：正火温度720‑730℃，到温后保温9‑11min；第一次回火：采用分段加热，第一段加热温度为800‑820℃，到温后保温9‑12min，第二段加热温度为785‑795℃，到温后保温10‑13min，然后空冷至室温后进行第二次回火；第二次回火：采用分段加热，第一段加热温度为720‑730℃，到温后保温15‑18min，第二段加热温度为700‑715℃，到温后保温9‑11min。