[发明专利]一种等温凝固大型衬板的制备工艺

摘要

本发明涉及一种等温凝固大型衬板的制备工艺，通过设置冷却凝固干预条件实现大型衬板的等温凝固，在大型衬板最大厚度位置安放内置冷铁。制备工艺，包括以下步骤：首先通过计算得内置冷铁的质量；然后基于钢液在“模具型腔内各向导热速率相同原则”和“最小尺寸方向热能可以满足冷铁熔融原则”确定内置冷铁的形状尺寸，计算求得内置冷铁的外形尺寸和内置冷铁的安放位置；制作内置冷铁，并将其稳妥安放在模型型腔内；浇铸成分合格的钢液，即可实现大型衬板的等温凝固。本发明保证了大型衬板内外成分均匀、芯部补缩充分、微观缺陷少。

主权项

1.一种等温凝固大型衬板的制备工艺，通过设置冷却凝固干预条件实现大型衬板的等温凝固，在大型衬板最大厚度位置安放内置冷铁；其特征在于：包括以下步骤：步骤一、首先通过以下算法得内置冷铁的质量：λQ本＝Q冷                   (1)式中：λ——钢液温度损失系数，取0.58‑0.62；Q本——本体钢液的结晶释放热能，单位为J；Q冷——内置冷铁熔化吸收热能，单位为J；Q本＝cm本(t浇‑t本液)            (2)式中：c——钢液的比热容，取450J/(Kg·℃)；m本——本体钢液的质量，单位为Kg；t浇——钢液的浇铸温度，单位为℃；t本液——本体钢液完全液相温度，单位为℃；Q冷＝cm冷(t冷液‑t室)               (3)式中：c——内置冷铁的比热容，取450J/(Kg.℃)；t冷液——内置冷铁的的液相温度，取1535‑1539℃；t室——室温；t本液＝MFe‑∑Δti(1％)ω(i)‑6              (4)式中：c——内置冷铁的比热容，取450J/(Kg.℃)；MFe——纯铁的熔点，取1535‑1539℃；Δti(1％)——温度系数，每种元素对应固定值；ω(i)——钢液中组元i的实际质量分数，单位为％；i——C、Si、Mn、P、S、Al、Cr元素；6——钢中氮、氢、氧三种气体元素对纯铁熔点的综合影响的温度系数，单位为℃步骤二、基于以下公式计算求得内置冷铁的外形尺寸和内置冷铁的安放位置：式中：l冷——内置冷铁的长度尺寸，单位为m；L零——零件的长度尺寸，单位为m；ρ冷——冷铁的密度，单位为Kg/m3；H零——零件的最小厚度，单位为m；步骤三、通过上述公式(1)‑(5)制作内置冷铁，并将其稳妥安放在模型型腔内；浇铸成分合格的钢液，即可实现大型衬板的等温凝固；将浇铸完成后的大型衬板在型腔内保温至室温后开箱；对大型衬板进行清砂处理；根据大型衬板材料特性进行热处理。