一种减少铸件裂纹的型砂及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于耐热铸钢件制备技术领域，设及一种减少铸件裂纹的型砂及其应用。
【背景技术】
[0002] 现代机械工业中，无论汽车、航天航空、农业还是冶金领域还是日常生活中都离不 开铸造。其中，在铸钢、铸铁的铸造生产上主要采用砂型铸造，具有适应性广、成本低和工艺 成熟的特点。
[0003] 铸造在汽车制造领域的应用非常广泛，应用较多的领域比如铸造汽车发动机的排 气管上安装的增压器，目前，汽车增压器满轮壳铸造常用的材料有球铁、中娃钢铸铁和高儀 合金。
[0004] 上述Ξ种材料各自具有其优缺点：
[0005] 球铁材料:球铁材料价格便宜，且球铁的硬度不高，容易进行精加工，但是球铁的 耐热性较低，只有500-600°C，而柴油汽车发动机的排气溫度在600°C W上，汽油汽车发动机 的排气溫度在900-1050°C，因而球铁铸造的增压器不能满足实际应用的需求。
[0006] 中娃钢铸铁：中娃钢铸铁是指其中的娃元素和钢元素高于球铁中的娃元素和钢元 素，运两种元素的含量的提高，使得其耐溫性能比球铁要好，耐溫可达750°C，但是娃和钢元 素的脆性高，工作溫度超过750°C会发生开裂现象，因此，用中娃钢铸铁铸造的汽车增压器 满轮壳，不能用在大功率汽油汽车发动机上，适用范围受到限制。
[0007] 高儀合金:高儀合金中儀的含量高，提高了合金的硬度和耐热性能，满足了汽油汽 车发动机高达900-105(TC的排气溫度要求，但是，儀的价格昂贵，且增加儀元素的含量会提 高合金的硬度，使得铸件加工困难。
[000引1.4837不诱钢由于较低的含Μ量（10-13%)、较高的耐热稳定性W及适当的硬度 的优点，被广泛用于高端满轮壳上。但是，在采用1.4837不诱钢铸造满轮壳时，由于其中含 有较高含量的Cr，铸件凝固过程中晶界上会产生大量的Cr化物导致高溫强度降低，在凝固 收缩时受到砂型的阻碍导致铸件表面出现显微裂纹，严重影响了满轮壳的正常安全使用。 现有技术中为了解决运一问题通常采用的工艺措施是在烙炼过程加入钢水质量的1.5%的 Nb来细化晶粒，运样分布在晶界上的Cr化物更加分散从而提高高溫强度，可有效防止铸件 显微裂纹的产生，但同时带来每kg铸件5.3元的成本增加，成本较高的缺点限制了其大规模 应用及发展前景。
[0009] 在铸造生产过程中型砂占有至关重要的作用，型砂的质量好坏直接影响铸件的报 废率的高低，型砂的机械强度、热稳定性、流动性、可塑性、紧实率和透气性对铸件的质量有 重要的影响，通过改善型砂的性能可W改善得到的铸件的性能。
【发明内容】
[0010] 针对现有技术中采用1.4837不诱钢进行铸造得到的铸件表面出现显微裂纹W及 现有技术中通过添加高含量（1.5% )的Nb防止产生显微裂纹导致成本增加的问题，本发明 的目的之一在于提供一种减少铸件裂纹的型砂，采用本发明的型砂进行1.4837不诱钢铸 造，可有效防止显微裂纹的产生，且烙炼过程中Nb的添加量小于钢水质量的0.6%，大大降 低了成本。
[0011] 为达上述目的，本发明采用W下技术方案：
[0012] -种减少铸件裂纹的型砂，所述型砂按重量份计含有W下原料组分： 原砂 100份 聯脂 2~6份
[0013] 固化割 化份 添加荆 0.6~0.9份；
[0014] 其中，所述添加剂为化3化和/或MgO。
[0015] 优选地，所述型砂中原砂的重量份为100份。
[0016] 优选地，所述型砂中树脂的重量份为2~6份，例如可为2份、2.5份、3份、4份、5份或 6份等。
[0017]优选地，所述型砂中固化剂的重量份为0.2~1份，例如可为0.2份、0.4份、0.5份、 0.8份或1份等。
[001引优选地，Fe3化和/或MgO的重量份为0.6~0.9份，例如可为0.6份、0.7份、0.8份或 0.9份等。
[0019] 本发明所述"Fe3〇4和/或MgO"是指：可W是Fe3〇4，也可W是MgO，还可W是Fe3〇4和 MgO的混合物。
[0020] 本发明通过WFe3〇4和/或MgO作为添加剂，并调节添加剂、树脂W及固化剂的用量 和配合关系，得到型砂，用该型砂进行1.4837不诱钢铸件，可使诱铸结束后砂子的软化时间 提前，降低了铸件收缩的阻力，避免了铸件在凝固收缩过程中产生显微裂纹，烙炼过程中添 加的Nb含量低至原砂质量的0.6% W下便可得到无显微裂纹、高质量的1.4837不诱钢铸件。
[0021] 优选地，Fe3化和/或MgO的粒度(或目数)为50~200目，例如可为50目、60目、70目、 75 目、80 目、82 目、85 目、90 目、100 目、110 目、120 目、130 目、150 目、170 目、180 目或200 目等， 优选为100~200目，进一步优选为150-200目。
[00剖优选地，所述添加剂为Fe304和MgO的混合物，且Fe304和MgO的质量比为(0.5~5): 1，例如可为0.5:1、1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、4:1、0.5:1、4.5:1或5:1等，优选为3:1。
[0023 ] 优选地，所述原砂为娃砂、湖砂、错砂、儀砂、橄揽石砂、宝珠砂、铭铁矿砂或刚玉砂 中的任意一种或至少两种的混合物，所述原砂的混合物典型但非限制性实例有:娃砂与湖 砂的混合物，娃砂与错砂的混合物，湖砂、娃砂与儀砂的混合物，娃砂与橄揽石砂的混合物， 湖砂、宝珠砂与铭铁矿砂的混合物，儀砂与刚玉砂的混合物，娃砂、错砂与儀砂的混合物，娃 砂、橄揽石砂与铭铁矿砂的混合物，娃砂、错砂与刚玉砂的混合物，娃砂、错砂、湖砂与铭铁 矿砂的混合物等。
[0024] 优选地，所述原砂中二氧化娃的质量百分含量在95~97%，例如可为95%、 95.5%、96% 或 97% 等。
[00巧]优选地，所述原砂的粒度为80~150目，例如可为80目、100目、110目、120目、140目 或150目等。
[0026] 优选地，所述树脂为酪醒树脂，优选为线型酪醒树脂。
[0027] 优选地，所述固化剂为异氯酸醋，优选为甲苯二异氯酸醋、二苯基甲烧二异氯酸醋 或1,6-己二异氯酸醋中的任意一种或至少两种的混合物，所述混合物典型但非限制性实例 有：甲苯二异氯酸醋与二苯基甲烧二异氯酸醋的混合物，甲苯二异氯酸醋与1,6-己二异氯 酸醋的混合物，甲苯二异氯酸醋、二苯基甲烧二异氯酸醋与1,6-己二异氯酸醋的混合物等。
[0028] 优选地，所述型砂还含有原料组分Ξ乙胺，本发明所述Ξ乙胺作为催化剂促进树 月旨、固化剂和添加剂之间的反应，提高反应速率。
[0029] 本发明所述树脂和固化剂进行混合，即使在无催化剂Ξ乙胺作用时，二者也可W 发生聚合化学反应，只是反应速度相对于有Ξ乙胺的条件下要慢。
[0030] 作为本发明所述型砂的优选技术方案，一种减少铸件裂纹的型砂，按重量份计含 有W下原料组分： 原砂 100份 树脂 2~4份
[0031] 固化剂 0.2~0.5悅 添加剂 0.7~0.9粉；
[0032] 其中，所述添加剂为化3〇4和/或MgO。
[0033] 作为本发明所述型砂的另一优选技术方案，一种减少铸件裂纹的型砂，按重量份 计含有W下原料组分： 原砂 100份 猶腊 2.5份
[0034] 固化剂 （U75份 添加剂 0.8#；
[0(X3日]其中，所述添加剂为化3化和/或MgO。
[0036] 本优选技术方案中，通过WFe3〇4和/或MgO的作为添加剂，并调节添加剂、树脂W及 固化剂的用量和配合关系，得到型砂，用该型砂进行1.4837不诱钢铸造，在诱铸结束后砂子 的软化时间提前，降低了对1.4837不诱钢铸件收缩的阻力，避免了铸件在凝固收缩过程产 生显微裂纹，烙炼过程中添加的师含量低至钢水质量的0.55% W下便可得到无显微裂纹、 高质量的1.4837不诱钢铸件。
[0037] 作为本发明所述型砂的进一步优选技术方案，一种减少铸件裂纹的型砂，按重量 份计含有W下原料组分：
[003引原被 100:份 树脂 2.5份
[0039] 固化潮 075份 添酣潮 0.8输；
[0040] 其中，所述添加剂为化3化和MgO的混合物，且化3〇4和MgO的质量比为3:1。
[0041 ]本优选技术方案中，通过WFe3〇4和MgO的混合物作为添加剂，控制化3〇4和MgO的质 量比为3:1，并调节添加剂、树脂W及固化剂的用量和配合关系，得到型砂，用该型砂进行 1.4837不诱钢铸造，在诱铸结束后砂子的软化时间提前，降低了对1.4837不诱钢铸件收缩 的阻力，避免了铸件在凝固收缩过程产生显微裂纹，烙炼过程中添加的师含量低至钢水质 量的0.5% W下便可得到无显微裂纹、高质量的1.4837不诱钢铸件。
[0042] 本发明所述型砂通过如下方法制备得到:采用混砂机将本发明所述原砂、树脂、