[發明專利]離心鑄造鑄件的脫模涂料及其涂刷方法

有效

• 申請號: 201510524271.1
• 申請日: 2015-08-25
• 公開（公告）號: CN105127364B
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 劉釗;梁書華;闞玉琦;張紹軍;趙東海;吳洪;楊文彬;張文中
• 申請（專利權）人: 蘇州熱工研究院有限公司;中國廣核集團有限公司;中國廣核電力股份有限公司
• 主分類號: B22C3/00
• 分類號: B22C3/00
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛

本發明涉及一種離心鑄造鑄件的脫模涂料及其涂刷方法，特別涉及一種用于核電站主管道在離心鑄造中的脫模涂料及其涂刷方法。所述脫模涂料，包括用于涂覆在鑄造模具表面的基體涂料和用于涂覆在鑄造模具表面上的基體涂料層的表面涂料，所述基體涂料包括組分A、組分B、組分C、組分D，組分A為石墨粉，組分B為鋁礬土或硅藻土，組分C為滑石粉，組分D為硅溶膠或磷酸鋁;表面涂料包括組分E、組分F、組分G、組分H、組分I，組分E為石英粉或高鋁粉或氧化鋯粉，組分F為鋯英粉或鋯石粉或剛玉粉或鋁礬土，組分G為硅微粉或硅藻土，組分H為含硼礦渣粉，組分I為羥甲基纖維素水溶液或聚丙烯酰胺羥或海藻酸鈉。

技術領域

本發明涉及一種離心鑄造鑄件的脫模涂料及其涂刷方法，特別涉及一種用于核電站主管道在離心鑄造中的脫模涂料及其涂刷方法。

背景技術

隨著低碳環保的理念日漸深入人心，核電這種清潔能源越來越受到各國的重視。我國從上個世紀末開展核電設備國產化至今，第二代核電站反應堆冷卻劑主管道用鑄造不銹鋼已經完全實現了國產化。但是在實際生產過程中，尤其是離心澆注直管過程中，由于脫模涂料而引起的鑄件表面冷隔、裂紋、脫模困難等問題經常發生。造成了后續生產中出現脫模困難導致模具報廢，冷隔，裂紋等更會導致鑄管直接報廢，增加制造成本，影響核電建設工期。另外，由于脫模不當形成的冷裂紋也可能在設備服役期間出現一定的安全隱患。因此在保證質量的條件下實現批量化生產，不僅需要制造廠在制造技術上進行創新，還需要對澆注過程尤其是不銹鋼脫模涂料進行有效的控制。

反應堆冷卻劑主管道（以下簡稱主管道）是指反應堆安全殼內連接反應堆壓力容器、蒸汽發生器、主泵和穩壓器的大型厚壁管道。是核電運行系統的“大動脈”。主管道尺寸大，運行條件苛刻（約300℃、16MPa含磷酸和硼酸的高溫高壓水），對材料性能要求極高，除要求有良好的綜合力學性能（足夠的強度、較高的塑性韌性）外，還要求耐高溫高壓水腐蝕，具有良好的抗疲勞性能、易加工和焊接性能等。為了確保核電站的安全，以及進一步提高核電站的運行壽命，在原材料的生產制造中對主管道的質量提出更高的要求。主管規范等級RCC-M1級，核安全等級1級，質保等級QI級，抗震類別I級，清潔類別A級，焊縫等級為1級。具有制造技術標準高、難度大和周期長等特點。

目前，世界上半數以上核電站是按照法國核島設備設計建造委員會（AFCEN）制定的RCC-M《壓水堆機械設備設計和建造規則》制造的。主管道材料采用RCC-M規范中法國牌號Z3CN20-09M低碳奧氏體鐵素體不銹鋼制造。壓水堆一回路主管道可采用鍛造或鑄造工藝，采用鍛造奧氏體不銹鋼時，主管道組織均勻，力學性能較好，但是由于制造工藝限制，使主管道焊縫數量增多，焊接工作量增大，而且由于材料本身特點，在焊接時容易產生焊接缺陷。鑄造工藝可以克服鍛造主管道的缺點，在保證主管道力學性能能不降低的前提下，采用鑄造奧氏體鐵素體不銹鋼代替鍛造奧氏體鐵素體不銹鋼。鑄造奧氏體鐵素體不銹鋼具有較好的焊接性能，焊接時不易產生焊接缺陷，采用離心鑄造可以制造出長度較大的直管，使焊縫數量減少，這一技術已經成功的應用到主管道生產中。

離心鑄造直管工藝過程中，采用金屬型模具，脫模涂料尤為重要。脫模涂料可為金屬型模具提供絕熱保護層，防止和減緩鋼液對模具的直接沖蝕和熱擊，減少型壁的內應力，延長金屬型的使用壽命。調節系統熱阻、控制冷卻速度，以保證鑄件的組織和性能達到要求。同時，更重要的是通過控制涂料的熱物理性能，形成合適的鑄件表面，防止工件產生各類鑄造缺陷。采用離心鑄造生產直管時涂料的質量優劣直接影響毛坯質量和成品率，因此要求涂料具有足夠的耐熱性和較高的耐火性，在高溫澆注時不被鋼液熔化或燒損（Z2CN20-09M型不銹鋼澆注溫度可達到1600℃左右）防止在澆注過程中涂層開裂；具有較好的化學穩定性和導熱性，并且發氣量要小，以防止鑄件產生氣孔、針孔或凹陷等缺陷；具有一定的附著強度和高溫強度，能夠牢固的附著在金屬型模具內壁，防止在高溫澆注過程中被沖刷下來落入鑄件內部，形成夾雜缺陷；具有適當的懸浮性和粘度，便于噴涂，能在金屬型內壁形成均勻穩定的保護層；具有澆注結束冷卻后容易剝落清理以便于脫模等特點。