[發明專利]一種以復合材料為砂型的鑄鐵鍋及其鑄造方法

有效

• 申請號: 201610221429.2
• 申請日: 2016-04-11
• 公開（公告）號: CN105855454B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 郭懷花;何成龍
• 申請（專利權）人: 佛山市旲橋科技有限公司
• 主分類號: B22C1/00
• 分類號: B22C1/00;B22C9/02;B22D27/09
• 代理公司: 北京富天文博興知識產權代理事務所(普通合伙)11272
• 代理人: 劉壽椿

技術領域

本發明涉及鑄造領域，具體涉及一種以復合材料為砂型的鑄鐵鍋及其鑄造方法。

背景技術

鑄鐵鍋歷史悠久、種類繁多，具有質地堅實、價格低廉、經久耐用、導熱均勻、可以在多種熱源上使用等優點，受到人們的喜愛。長期用鑄鐵鍋炒菜，能提高人體所必需的鐵元素，并且鐵鍋表面會生成一層油膜，不僅不粘鍋，對人體無不良作用，還能避免各類有害化學物質對人體的潛在影響。但因為鑄鐵鍋容易粘鍋、制備工藝落后等因素，使得鑄鐵鍋產品質量不高，影響了鑄鐵鍋的進一步發展。

但是通過改進鑄造工藝等手段改良的鑄鐵鍋具有鍋體成分簡單、無有害元素殘留的優異特性，長期采用鑄鐵鍋炒菜有利于人體補充鐵質元素，具有良好的社會價值和經濟價值。

目前鑄鐵鍋鑄造工藝存在的主要問題是：一，鑄鐵鍋的鑄造過程是一個熱傳導為主的物理化學變化過程，由于鐵水和模具之間溫度差值大，使得鑄鐵鍋在成型過程中存在殘余熱應力，遠遠大于鑄鐵鍋的抗拉強度，導致鑄鐵鍋容易出現開裂，影響產品質量。二，鑄鐵鍋的鑄造過程中，砂型對產品質量也有很大影響，若砂型松散有孔洞，易塌陷，容易導致鑄件變形、表面有砂眼或氣孔，若砂型密度過高，則導熱性能差，導致鑄件表面有凸起或者裂紋。三，鑄件在冷卻的過程中若降溫太快，則容易引起鑄件密度不均勻，造成鑄鐵鍋質量下降，影響產品的使用性能。

中國專利CN91106322.6公開了一種防銹耐磨鑄鐵鍋的制造方法，將經機械加工處理后的鑄鐵鍋進行氣體軟氮化處理，通入氣體為氨氣和二氧化碳。但是該專利處理得到的鑄鐵鍋容易產生氣孔，并且氨氣及二氧化碳容易與鑄鐵中雜質元素發生不利化學反應，影響產品使用壽命。

中國專利CN99127545.4公開了一種鋅鈣鑄鐵鍋的制造方法，選擇添加鋅-鈣-鐵中間合金與出爐鐵水在澆包中對滲，并將中間合金粒中摻人少許新鮮稻殼灰等措施，獲得鋅鈣鑄鐵鍋。但是該專利制得的鐵鍋結構強度偏低，耐磨性能較弱，容易損壞。

因此改良鑄鐵鍋的鑄造工藝，特別是改良砂型的配方、改進砂箱內壓力、采用分階段降溫手段等鑄造改良工藝，可以大幅提高鑄鐵鍋的產品質量，有一定的經濟和社會意義。

發明內容

本發明針對上述問題，提供了一種以復合材料為砂型的鑄鐵鍋及其鑄造方法，能夠提高鑄鐵鍋的產品質量，改進鑄鐵鍋的鑄造工藝。

本發明解決上述問題所采用的技術方案是：

一種以復合材料為砂型的鑄鐵鍋的鑄造方法，包括以下步驟：

步驟S1，復合材料砂型的配制：按重量比例稱取原料，包括石英砂、氧化鋁、石棉粉、白云石、菱鎂礦、高嶺土、正長石、石墨，將原料混合均勻后投入球磨機球磨12h～24h，取出后干燥8h～12h，將干燥后的原料通過20目～40目篩，過篩的原料混合成所需的復合材料砂型，將復合材料砂型置于密閉耐高壓壓力容器中，復合材料砂型內部涂抹一層黃油；

步驟S2，鑄鐵鍋的高壓鑄造：將鑄鐵塊投入化鐵爐中，充分加熱至1430℃～1450℃，使鑄鐵塊完全熔化成鐵水，而后緩慢降溫至1050℃～1100℃，除去鐵水表面析出的碳素和殘渣，再將鐵水升溫至1400℃～1420℃，以5m/s～10m/s的速率澆注到復合材料砂型中，同時使壓力容器密閉，保持壓力容器內部壓力為高壓，采用分階段降溫手段，直至鐵水完全冷卻至室溫形成鑄件后繼續保壓1h～2h，泄去高壓；

步驟S3，鑄鐵鍋的退模：將步驟S2得到的模具從泄去高壓后的壓力容器中取出，使用金屬工具緩慢的脫除復合材料砂型，得到鑄鐵鍋，復合材料砂型經過破碎、清洗、干燥后可繼續使用；

步驟S4，鑄鐵鍋的后處理：對步驟S3得到的鑄鐵鍋進行磨砂處理，使鑄鐵鍋表面光滑，并用植物油涂抹鑄鐵鍋表面，對鑄鐵鍋進行防銹處理。

進一步地，步驟S1中，按重量比例稱取原料的配方組成為：石英砂300份～500份，氧化鋁250份～450份，石棉粉30份～100份，白云石10份～50份，菱鎂礦10份～50份，高嶺土10份～50份，正長石10份～50份，石墨10份～30份。

更進一步地，按重量比例稱取原料的配方組成優選為：石英砂380份～450份，氧化鋁300份～400份，石棉粉50份～80份，白云石25份～40份，菱鎂礦20份～35份，高嶺土18～30份，正長石22份～38份，石墨15份～25份。

進一步地，步驟S2中，澆注鑄造的時間為60s～70s。

進一步地，步驟S2中，分階段降溫手段包括以下步驟：

步驟i，以80℃/h～95℃/h的降溫速度，降溫至950℃～1000℃，保溫3.5h；