[發明專利]超級雙相不銹鋼泵殼的熔模鑄造工藝

有效

• 申請號: 201811597367.0
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109468522B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 周方杰
• 申請（專利權）人: 無錫市優工精密閥門有限公司
• 主分類號: C22C33/04
• 分類號: C22C33/04;C22C38/44;C22C38/42;B22C9/04
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良;張仕婷

本發明涉及一種超級雙相不銹鋼泵殼的熔模鑄造工藝，屬于熔模鑄造工藝技術領域。其通過原材料的準備、預熱、熔煉、型殼焙燒、澆注和熱處理制備得到鑄件產品。本發明能夠通過普通的200kg中頻感應電爐制備CD3MWCuN超級雙相不銹鋼泵殼，制備所得的鑄件力學性能優異，晶界腐蝕和焊縫RT探傷測試結果均合格，克服了高性能泵殼體精鑄件的裂紋缺陷。

技術領域

本發明涉及一種超級雙相不銹鋼泵殼的熔模鑄造工藝，具體涉及一種非真空中頻感應電爐熔煉CD3MWCuN雙相不銹鋼鑄造合金鑄造工藝，屬于熔模鑄造工藝技術領域。

背景技術

化工泵作為工業、城市給排水、液體輸送設備，其種類繁多，應用領域十分廣泛。

人們發現奧氏體不銹鋼在有應力腐蝕破裂的環境中常常失效，研究發現鐵素體可以降低不銹鋼對應力腐蝕破裂的敏感性。為了解決奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕問題，雙相不銹鋼便得到了重視與發展。

雙相不銹鋼是指不銹鋼中既有奧氏體(A相)又有鐵素體(F相)組織結構的鋼種，而且二相組織要獨立存在，目前最常用的是兩相各約占50％的雙相不銹鋼。由于不銹鋼中具有A+F雙相組織結構且比例相當，它兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點，它的屈服強度是普通不銹鋼的2倍，在抗腐蝕方面，特別是介質環境比較惡劣(如海水，氯離子含量較高)的條件下，用雙相不銹鋼材質做的泵體其抗點蝕、耐氯化物應力腐蝕及腐蝕疲勞性能明顯優于普通的奧氏體不銹鋼，可以與高鎳的奧氏體不銹鋼相媲美，因此說它也是一種節鎳型不銹鋼。

本發明以生產“一種高性能的CD3MWCuN超級雙相不銹鋼泵殼精密鑄件”的實際生產經驗，展開對超級雙相不銹鋼的研究。

鑄件材質CD3MWCuN在美國ASTM A890/A890M標準中牌號是6A，屬于第三代超級雙相不銹鋼。CD3MWCuN合金屬25Cr7NiMoN類型中含W、Cu的特種超級雙相不銹鋼，在海洋石化工業的應用不斷增加。在精密鑄造生產泵殼鑄件的過程中，同樣規格型號的泵殼精密鑄件，材質為300系列奧氏體不銹鋼時，生產工藝成熟且產品質量穩定，而僅僅是把材質改成超級雙相不銹鋼再采用奧氏體不銹鋼的鑄造工藝生產，結果出現了意想不到的裂紋等鑄造缺陷。

經過研究發現，超級雙相不銹鋼中，因為鐵素體的含量與奧氏體相當使該鋼種在鑄造過程中的脆性加大、鋼水的流動性變差、鑄件冷卻過程中晶粒容易粗大、造成裂紋的傾向明顯加大，又由于氮含量的提高使鑄件凝固過程中，容易產生氣孔、氧化夾渣等缺陷，這些缺陷又會作為裂紋源而使鑄件發生裂紋的幾率增加等。因此，該鋼種在精密鑄造生產過程中，除了鑄造工藝要優化設計以外、熔煉工藝方案設計與控制是成敗的關鍵。

根據CD3MWCuN超級雙相不銹鋼的鑄造特性，生產上如能用真空感應爐熔煉效果較好，但由于真空感應爐熔煉操作復雜,成本高，而且企業往往就只有非真空中頻感應電爐，按常規熔煉不銹鋼工藝方法，力學性能，金相組織很難穩定。常規生產時，還會出現裂紋現象且氬焊技術要求高，控制不好還會引起補焊區周圍產生新的裂紋。

因此，對于像CD3MWCuN(6A)超級雙相不銹鋼來說，如何實現利用現有的非真空中頻感應電爐現場條件，也能生產出滿足材質技術標準和顧客要求的高性能泵殼精密鑄件的目標，突破現有非真空中頻感應電爐不能正常生產超級雙相不銹鋼精密鑄件的缺陷，成了目前亟待解決的技術難題。

發明內容

本發明的目的是克服上述不足之處，提供一種超級雙相不銹鋼泵殼的熔模鑄造工藝，能夠通過非真空中頻感應電爐正常生產超級雙相不銹鋼精密鑄件。

本發明的技術方案，一種超級雙相不銹鋼泵殼的熔模鑄造工藝，其特征是步驟如下：

(1)原材料的準備：準備所需原材料，將原材料入爐前應首先用光譜分析儀進行成分檢測，并控制含碳量不超過要求；