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高锰钢衬板的铸造工艺

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高锰钢衬板的铸造工艺

发布日期:2019-02-21 作者: 点击:

  在高能量冲击的工作条件下,高锰钢衬板与超高锰钢衬板铸件的应用范围是广阔的。许多铸造厂,对生产此类钢种铸件缺乏必要的认识。现对具体操作做简要的说明,供生产者参考。

  1 化学成分

  包头硬质合金镶嵌衬板高锰钢衬板按照国家标准分为5个牌号,主要区别是碳的含量,其范围是0.75%-1.45%。受冲击大,碳含量低。锰含量在11.0%-14.0%之间,一般不应低于13%。超高锰钢衬板尚无国标,但锰含量应大于18%。硅含量的高低,对冲击韧度影响较大,故应取下限,以不大于0.5%为宜。低磷低硫是最基本的要求,由于高的锰含量自然起到脱硫作用,故降磷是最要紧的,设法使磷低于0.07%。铬是提高抗磨性的,一般在2.0%左右。

  2 炉料

  入炉材料是由化学成分决定的。主要炉料是优质碳素钢(或钢锭)、高碳锰铁、中碳锰铁、高碳铬铁及高锰钢衬板回炉料。这里特别提醒的是由人认为只要化学成分合适,就可以多用回炉料。这个认识是有害的。某些厂之所以产品质量不佳,皆出于此。不仅高锰钢衬板、超高锰钢衬板,凡是金属铸件,绝不可以过多的使用回炉料,回炉料不应超过25%。那么,回炉料过剩该如何?只要把废品降到最低,回炉料就不会过剩。

高锰钢衬板

  3 熔炼

  这里着重讲加料顺序,无论用中频炉,还是电弧炉熔炼,总是先熔炼碳素钢,而各类锰铁和其他贵重合金材料,要分多次,每次少量入炉,贵重元素在最后加入,以减少烧损。料块应尽量小些,以50-80mm为宜。熔清后,炉温达到1580-1600℃时,要脱氧、脱氢、脱氮,可用铝丝,也可用Si-Ca合金或SiC等材料。将脱氧剂一定压到炉内深处。金属液面此时用覆盖剂盖严,隔断外界空气。还要镇静一段时间,使氧化物、夹杂物有充足时间上浮。然而,不少企业,只将铝丝甚至铝屑,撒再金属液面上,又不加覆盖,岂不白白浪费!在此期间,及时用中碳锰铁来调整锰与碳的含量。

  钢液出炉前,将浇包烘烤到400℃以上是十分必要的。在出炉期间用V-Fe、Ti-Fe、稀土等多种微量元素做变质处理,是使一次结晶细化的必要手段,它对产品性能影响是至关重要的。

  4 炉料与造型材料

  要延长炉令,当分清钢种与炉衬的属性。锰钢属碱性,炉衬当然选用镁质材料。捣打炉衬要轮番周而复始换位操作。添加炉衬材料不可过厚,每次80厘米左右为宜,捣毕要低温长时间烘烤。如提高生产效率,笔者建议采用成型坩埚,从拆炉捣装成,不用1小时,即可投入生产,同时成型坩埚对防穿炉大裨益。当然,炉令的长短与操作者大又关系。不少操作者像掷铅球的运动员一样,把炉料从三四米之外投入炉内,既不安全又伤炉令,应将炉料置于炉口旁预热,然后用夹子慢慢地将炉料顺炉料置于炉口旁预热,然后用夹子慢慢地将炉料顺炉壁放入。

  造型材料和涂料也应与金属液属性相一致,或者用中兴材料(如铬铁矿砂、棕刚玉等)。若想获得一次结晶细化的集体,采用蓄热量大的铬铁矿砂是正确的,尤其是消失模生产厂,用它将克服散热慢的缺点。

  5 铸造工艺设计

  锰钢的特点是凝固收缩大,散热性差,据此,在工艺设计中铸造收缩率取2.5%-2.7%,铸件越长大、越应取上限。型砂与砂芯的退让性一定要好。浇注系统采取开放式。多个分散的内浇道从铸件的薄壁处引入,且成扁而宽的喇叭状,靠近铸件处的截面积大于与横浇道相联的截面积,使金属液快速平稳地注入铸型,防止整个铸型内的温差过大。冒口直径要大于热节直径,紧靠热节,高度是直径的2.5-3.0倍,必须采用热冒口甚至浇冒口合一,让充足的高温金属液来不足铸件在凝固收缩时之空位。将直浇道、冒口位于高处(砂箱有5-8。的斜度)也是正确的。浇注时尽可能低温快浇。一旦凝固,要及时松砂箱。聪明的设计师总是善于利用冷铁,包括内冷铁于外冷铁,它既细化一次结晶,消除缩孔、缩松,又提高工艺出品率,当然,适宜的用量和规格是应该考虑的。内冷铁要干净、易熔,用量以少为宜。外冷铁的三维尺寸与冷却物的三维尺寸为0.6-0.7倍的函数关系。过小不起作用,过大造成铸件开裂。铸件在型内要长时间保温,直到低于200℃再开箱。

  6 热处理

  热处理开裂,是低温阶段升温过快所致。故正确的操作是350℃以下,升温速度<80℃/h,750℃以下,<100℃/h,且有不同时期的保温。至>750℃时,铸件内呈塑性状态,可以快速升温了。至1050℃时根据铸件的厚度确定保温时间,然后再升到1100℃以上。给出炉降温留有余地然后尽快入水。高温时升温太慢,保温时间太短,出炉后到入水时间间隔过长(不应>0.5min),这一切都影响铸件质量。入水温度应<30℃,淬火后,水温<50℃,水量应不小于铸件重量的8倍。冷水从池下部进入,温水从池顶面流出。铸件在水池中要三个方向不停地移动。

  7 切割与焊接

  因为锰钢热传导性能差,所以在切割浇冒口时应十分注意。最好将铸件置于水中,被切割部分露在水外,切割时留一定量的茬,热处理后磨掉。

  不少厂,焊接和焊补成为必然。选用奥氏体基的锰镍焊条(D256或D266型),规格细长,φ3.2mm×350mm,外层药皮为碱性。操作时采用小电流,弱电弧,小焊道多焊层、始终保持低温度少热量的操作方法。一边焊接一边击打,消除应力。重要铸件必须探伤。

  生产者要考虑的,不仅仅是降低生产成本,但更重要的是不出废品,最大限度地出优质品,进而最到限度地扩大占领市场份额。这看起来是慢而费,实际上是快而省,这个观念不仅认识到,更重要的是要做到。

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关键词:衬板,高锰钢衬板,高锰钢衬板工艺

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