本發(fā)明屬于鑄造領(lǐng)域，具體涉及一種艉柱的鑄造方法。

背景技術(shù)：

艉柱是指船尾端，從船底到艉肋板，連接兩側(cè)外板和龍骨的構(gòu)件，為了保證船體上艉柱的性能要求，對船體艉柱鑄件的化學(xué)成分、金相組織、石墨形態(tài)、抗拉強(qiáng)度、硬度等均有著較為嚴(yán)格的要求。實(shí)際生產(chǎn)中由于鑄件中含片狀石墨的強(qiáng)度、塑性、韌性幾乎為零，存在石墨地方就相當(dāng)于存在孔洞、微裂紋，它不僅破壞了基體的連續(xù)性，減少了基體受力有效面積，而且在石墨片尖端處形成應(yīng)力集中，使材料形成脆性斷裂，石墨片的數(shù)量越多，尺寸越粗大，分布越不均勻，鑄鐵的抗拉強(qiáng)度和塑性就越低，其中c型石墨對基體的割裂作用最大，其次是d+e型石墨。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種艉柱的鑄造方法，該種艉柱鑄造方法方法簡單易行，采用上下模具然后通過射砂機(jī)得到的造型，更容易達(dá)到澆注平均，澆注完成后進(jìn)行熱處理，改變了艉柱的晶體結(jié)構(gòu)，提高了艉柱的硬度。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種艉柱的鑄造方法，按照以下幾個步驟：

（1）爐料熔煉：將廢鋼和生鐵按照重量比為2:1置于電爐中熔煉，在溫度為1550-1680℃的條件下熔煉2-3h，得到的鐵液中含硫量小于0.01%，含磷量小于0.03%，含銅量小于0.2%，含碳量為0.20-0.22%，含硅量0.3-0.45%，含錳量0.55-0.65%；

（2）造型：按照鑄件圖紙尺寸要求設(shè)計(jì)制模，模具包括上模具和下模具，將上模具和下模具組裝到射芯機(jī)，通過射芯機(jī)將型砂壓滿模型內(nèi)，型砂在溫度為110-120℃條件下加熱固化成型后，備用；

（3）澆注：將步驟（1）中的鐵液在溫度為1380-1500℃條件下，加入孕育劑，澆注到步驟（2）中的造型中，澆注時間為5-6min，澆注完成后，降溫至500-600℃取出艉柱；

（4）熱處理：將艉柱在500-600℃條件下保溫1-2h，再升溫至820-860℃，保溫2-3h，降溫至320-360℃，保溫1-2h，再回溫至620-640℃，保溫40-60min，快速降溫至500-600℃，保持40-50min，自然冷卻，拋光后得到成品艉柱。

優(yōu)選地，所述型砂包括以下重量份數(shù)的原料制成：硅砂100-200份、硅藻土30-60份、丙烯酸樹脂5-15份、叔胺1-10份、硅烷偶聯(lián)劑1-8份和水3-20份。

進(jìn)一步地，所述型砂包括以下重量份數(shù)的原料制成：硅砂120-180份、硅藻土40-50份、丙烯酸樹脂8-12份、叔胺2-8份、硅烷偶聯(lián)劑1-5份和水5-15份。

更進(jìn)一步地，所述型砂包括以下重量份數(shù)的原料制成：硅砂150份、硅藻土45份、丙烯酸樹脂10份、叔胺4份、硅烷偶聯(lián)劑2份和水10份。

進(jìn)一步地，所述硅砂中二氧化硅的含量為82-86%。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)化方案，所述型砂是通過以下步驟獲得的：將硅砂和水混合均勻后，緩慢加入丙烯酸樹脂和硅藻土，攪拌均勻后加入硅烷偶聯(lián)劑，最后加入叔胺，快速攪拌混合3-5min后得到型砂。

進(jìn)一步地，所述孕育劑的加入量為鐵液重量的0.3-0.6%。

優(yōu)選地，所述孕育劑為硅鍶孕育劑。

本發(fā)明具有如下的有益效果：

（1）本發(fā)明的艉柱鑄造工藝簡單，采用上下模具然后通過射砂機(jī)得到的造型，更容易達(dá)到澆注平均，澆注完成后進(jìn)行熱處理，改變了艉柱的晶體結(jié)構(gòu)，提高了艉柱的硬度。

（2）本發(fā)明提供的艉柱鑄造材料為特質(zhì)的型砂，且由于樹脂及硅藻土等成分加強(qiáng)了型砂的熱穩(wěn)定性，從而解決艉柱鑄造成品中抗拉強(qiáng)度和塑性低的問題。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步描述，以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

一種艉柱的鑄造方法，按照以下幾個步驟：

（1）爐料熔煉：將廢鋼和生鐵按照重量比為2:1置于電爐中熔煉，在溫度為1550℃的條件下熔煉2h，得到的鐵液中含硫量小于0.01%，含磷量小于0.03%，含銅量小于0.2%，含碳量為0.20%，含硅量0.3%，含錳量0.55%；

（2）造型：按照鑄件圖紙尺寸要求設(shè)計(jì)制模，模具包括上模具和下模具，將上模具和下模具組裝到射芯機(jī)，通過射芯機(jī)將型砂壓滿模型內(nèi)，型砂在溫度為110℃條件下加熱固化成型后，備用；

所述型砂包括以下原料制成：硅砂100kg、硅藻土30kg、丙烯酸樹脂5kg、叔胺1kg、硅烷偶聯(lián)劑1kg和水3kg。

其中，硅砂中二氧化硅的含量為82%；

且上述型砂是通過以下步驟獲得的：將硅砂和水混合均勻后，緩慢加入丙烯酸樹脂和硅藻土，攪拌均勻后加入硅烷偶聯(lián)劑，最后加入叔胺，快速攪拌混合3min后得到型砂。

（3）澆注：將步驟（1）中的鐵液在溫度為1380℃條件下，加入硅鍶孕育劑，澆注到步驟（2）中的造型中，澆注時間為5min，澆注完成后，降溫至500℃取出艉柱；

所述孕育劑的加入量為鐵液重量的0.3%。

（4）熱處理：將艉柱在500℃條件下保溫1h，再升溫至820℃，保溫2h，降溫至320℃，保溫1h，再回溫至620℃，保溫40min，快速降溫至500℃，保持40min，自然冷卻，拋光后得到成品艉柱。

實(shí)施例2

一種艉柱的鑄造方法，按照以下幾個步驟：

（1）爐料熔煉：將廢鋼和生鐵按照重量比為2:1置于電爐中熔煉，在溫度為1580℃的條件下熔煉2.2h，得到的鐵液中含硫量小于0.01%，含磷量小于0.03%，含銅量小于0.2%，含碳量為0.21%，含硅量0.32%，含錳量0.58%；

（2）造型：按照鑄件圖紙尺寸要求設(shè)計(jì)制模，模具包括上模具和下模具，將上模具和下模具組裝到射芯機(jī)，通過射芯機(jī)將型砂壓滿模型內(nèi)，型砂在溫度為112℃條件下加熱固化成型后，備用；

所述型砂包括以下原料制成：硅砂120kg、硅藻土40kg、丙烯酸樹脂8kg、叔胺2kg、硅烷偶聯(lián)劑1kg和水5kg。

其中，硅砂中二氧化硅的含量為83%；

且上述型砂是通過以下步驟獲得的：將硅砂和水混合均勻后，緩慢加入丙烯酸樹脂和硅藻土，攪拌均勻后加入硅烷偶聯(lián)劑，最后加入叔胺，快速攪拌混合4min后得到型砂。

（3）澆注：將步驟（1）中的鐵液在溫度為1400℃條件下，加入硅鍶孕育劑，澆注到步驟（2）中的造型中，澆注時間為5min，澆注完成后，降溫至520℃取出艉柱；

所述孕育劑的加入量為鐵液重量的0.4%。

（4）熱處理：將艉柱在520℃條件下保溫1.2h，再升溫至830℃，保溫2.2h，降溫至330℃，保溫1.2h，再回溫至625℃，保溫45min，快速降溫至520℃，保持42min，自然冷卻，拋光后得到成品艉柱。

實(shí)施例3

一種艉柱的鑄造方法，按照以下幾個步驟：

（1）爐料熔煉：將廢鋼和生鐵按照重量比為2:1置于電爐中熔煉，在溫度為1600℃的條件下熔煉2.5h，得到的鐵液中含硫量小于0.01%，含磷量小于0.03%，含銅量小于0.2%，含碳量為0.21%，含硅量0.38%，含錳量0.60%；

（2）造型：按照鑄件圖紙尺寸要求設(shè)計(jì)制模，模具包括上模具和下模具，將上模具和下模具組裝到射芯機(jī)，通過射芯機(jī)將型砂壓滿模型內(nèi)，型砂在溫度為115℃條件下加熱固化成型后，備用；

所述型砂包括以下重量份數(shù)的原料制成：硅砂150kg、硅藻土45kg、丙烯酸樹脂10kg、叔胺4kg、硅烷偶聯(lián)劑2kg和水10kg。

其中，硅砂中二氧化硅的含量為84%；

且上述型砂是通過以下步驟獲得的：將硅砂和水混合均勻后，緩慢加入丙烯酸樹脂和硅藻土，攪拌均勻后加入硅烷偶聯(lián)劑，最后加入叔胺，快速攪拌混合4min后得到型砂。

（3）澆注：將步驟（1）中的鐵液在溫度為1420℃條件下，加入硅鍶孕育劑，澆注到步驟（2）中的造型中，澆注時間為6min，澆注完成后，降溫至550℃取出艉柱；

所述孕育劑的加入量為鐵液重量的0.5%。

（4）熱處理：將艉柱在550℃條件下保溫1.5h，再升溫至840℃，保溫2.5h，降溫至340℃，保溫1.5h，再回溫至630℃，保溫50min，快速降溫至550℃，保持45min，自然冷卻，拋光后得到成品艉柱。

實(shí)施例4

一種艉柱的鑄造方法，按照以下幾個步驟：

（1）爐料熔煉：將廢鋼和生鐵按照重量比為2:1置于電爐中熔煉，在溫度為1650℃的條件下熔煉2.8h，得到的鐵液中含硫量小于0.01%，含磷量小于0.03%，含銅量小于0.2%，含碳量為0.20%，含硅量0.42%，含錳量0.62%；

（2）造型：按照鑄件圖紙尺寸要求設(shè)計(jì)制模，模具包括上模具和下模具，將上模具和下模具組裝到射芯機(jī)，通過射芯機(jī)將型砂壓滿模型內(nèi)，型砂在溫度為118℃條件下加熱固化成型后，備用；

所述型砂包括以下原料制成：硅砂180kg、硅藻土50kg、丙烯酸樹脂12kg、叔胺8kg、硅烷偶聯(lián)劑5kg和水15kg。

其中，硅砂中二氧化硅的含量為85%；

且上述型砂是通過以下步驟獲得的：將硅砂和水混合均勻后，緩慢加入丙烯酸樹脂和硅藻土，攪拌均勻后加入硅烷偶聯(lián)劑，最后加入叔胺，快速攪拌混合5min后得到型砂。

（3）澆注：將步驟（1）中的鐵液在溫度為1480℃條件下，加入硅鍶孕育劑，澆注到步驟（2）中的造型中，澆注時間為5min，澆注完成后，降溫至580℃取出艉柱；

所述孕育劑的加入量為鐵液重量的0.5%。

（4）熱處理：將艉柱在580℃條件下保溫1.8h，再升溫至850℃，保溫2.8h，降溫至350℃，保溫1.8h，再回溫至635℃，保溫55min，快速降溫至580℃，保持48min，自然冷卻，拋光后得到成品艉柱。

實(shí)施例5

一種艉柱的鑄造方法，按照以下幾個步驟：

（1）爐料熔煉：將廢鋼和生鐵按照重量比為2:1置于電爐中熔煉，在溫度為1680℃的條件下熔煉3h，得到的鐵液中含硫量小于0.01%，含磷量小于0.03%，含銅量小于0.2%，含碳量為0.22%，含硅量0.45%，含錳量0.65%；

（2）造型：按照鑄件圖紙尺寸要求設(shè)計(jì)制模，模具包括上模具和下模具，將上模具和下模具組裝到射芯機(jī)，通過射芯機(jī)將型砂壓滿模型內(nèi)，型砂在溫度為120℃條件下加熱固化成型后，備用；

所述型砂包括以下原料制成：硅砂200kg、硅藻土60kg、丙烯酸樹脂15kg、叔胺10kg、硅烷偶聯(lián)劑8kg和水20kg。

其中，硅砂中二氧化硅的含量為86%；

且上述型砂是通過以下步驟獲得的：將硅砂和水混合均勻后，緩慢加入丙烯酸樹脂和硅藻土，攪拌均勻后加入硅烷偶聯(lián)劑，最后加入叔胺，快速攪拌混合5min后得到型砂。

（3）澆注：將步驟（1）中的鐵液在溫度為1500℃條件下，加入硅鍶孕育劑，澆注到步驟（2）中的造型中，澆注時間為6min，澆注完成后，降溫至600℃取出艉柱；

所述孕育劑的加入量為鐵液重量的0.6%。

（4）熱處理：將艉柱在600℃條件下保溫2h，再升溫至860℃，保溫3h，降溫至360℃，保溫2h，再回溫至640℃，保溫60min，快速降溫至600℃，保持50min，自然冷卻，拋光后得到成品艉柱。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。