在高能量沖擊的工作條件下,高錳鋼襯板與超高錳鋼襯板鑄件的應(yīng)用范圍是廣闊的。許多鑄造廠,對生產(chǎn)此類鋼種鑄件缺乏必要的認(rèn)識(shí)。現(xiàn)對具體操作做簡要的說明,供生產(chǎn)者參考。
1、化學(xué)成分
高錳鋼襯板按照國家標(biāo)準(zhǔn)分為5個(gè)牌號(hào),主要區(qū)別是碳的含量,其范圍是0.75%-1.45%。受沖擊大,碳含量低。錳含量在11.0%-14.0%之間,一般不應(yīng)低于13%。超高錳鋼襯板尚無國標(biāo),但錳含量應(yīng)大于18%。硅含量的高低,對沖擊韌度影響較大,故應(yīng)取下限,以不大于0.5%為宜。低磷低硫是最基本的要求,由于高的錳含量自然起到脫硫作用,故降磷是最要緊的,設(shè)法使磷低于0.07%。鉻是提高抗磨性的,一般在2.0%左右。
2、爐料
入爐材料是由化學(xué)成分決定的。主要爐料是優(yōu)質(zhì)碳素鋼(或鋼錠)、高碳錳鐵、中碳錳鐵、高碳鉻鐵及高錳鋼襯板回爐料。這里特別提醒的是由人認(rèn)為只要化學(xué)成分合適,就可以多用回爐料。這個(gè)認(rèn)識(shí)是有害的。某些廠之所以產(chǎn)品質(zhì)量不佳,皆出于此。不僅高錳鋼襯板、超高錳鋼襯板,凡是金屬鑄件,絕不可以過多的使用回爐料,回爐料不應(yīng)超過25%。那么,回爐料過剩該如何?只要把廢品降到最低,回爐料就不會(huì)過剩。
3、熔煉
這里著重講加料順序,無論用中頻爐,還是電弧爐熔煉,總是先熔煉碳素鋼,而各類錳鐵和其他貴重合金材料,要分多次,每次少量入爐,貴重元素在最后加入,以減少燒損。料塊應(yīng)盡量小些,以50-80mm為宜。熔清后,爐溫達(dá)到1580-1600℃時(shí),要脫氧、脫氫、脫氮,可用鋁絲,也可用Si-Ca合金或SiC等材料。將脫氧劑一定壓到爐內(nèi)深處。金屬液面此時(shí)用覆蓋劑蓋嚴(yán),隔斷外界空氣。還要鎮(zhèn)靜一段時(shí)間,使氧化物、夾雜物有充足時(shí)間上浮。然而,不少企業(yè),只將鋁絲甚至鋁屑,撒再金屬液面上,又不加覆蓋,豈不白白浪費(fèi)!在此期間,及時(shí)用中碳錳鐵來調(diào)整錳與碳的含量。
鋼液出爐前,將澆包烘烤到400℃以上是十分必要的。在出爐期間用V-Fe、Ti-Fe、稀土等多種微量元素做變質(zhì)處理,是使一次結(jié)晶細(xì)化的必要手段,它對產(chǎn)品性能影響是至關(guān)重要的。
4、爐料與造型材料
要延長爐令,當(dāng)分清鋼種與爐襯的屬性。錳鋼屬堿性,爐襯當(dāng)然選用鎂質(zhì)材料。搗打爐襯要輪番周而復(fù)始換位操作。添加爐襯材料不可過厚,每次80厘米左右為宜,搗畢要低溫長時(shí)間烘烤。如提高生產(chǎn)效率,筆者建議采用成型坩堝,從拆爐搗裝成,不用1小時(shí),即可投入生產(chǎn),同時(shí)成型坩堝對防穿爐大裨益。當(dāng)然,爐令的長短與操作者大又關(guān)系。不少操作者像擲鉛球的運(yùn)動(dòng)員一樣,把爐料從三四米之外投入爐內(nèi),既不安全又傷爐令,應(yīng)將爐料置于爐口旁預(yù)熱,然后用夾子慢慢地將爐料順爐料置于爐口旁預(yù)熱,然后用夾子慢慢地將爐料順爐壁放入。
造型材料和涂料也應(yīng)與金屬液屬性相一致,或者用中興材料(如鉻鐵礦砂、棕剛玉等)。若想獲得一次結(jié)晶細(xì)化的集體,采用蓄熱量大的鉻鐵礦砂是正確的,尤其是消失模生產(chǎn)廠,用它將克服散熱慢的缺點(diǎn)。
5、鑄造工藝設(shè)計(jì)
錳鋼的特點(diǎn)是凝固收縮大,散熱性差,據(jù)此,在工藝設(shè)計(jì)中鑄造收縮率取2.5%-2.7%,鑄件越長大、越應(yīng)取上限。型砂與砂芯的退讓性一定要好。澆注系統(tǒng)采取開放式。多個(gè)分散的內(nèi)澆道從鑄件的薄壁處引入,且成扁而寬的喇叭狀,靠近鑄件處的截面積大于與橫澆道相聯(lián)的截面積,使金屬液快速平穩(wěn)地注入鑄型,防止整個(gè)鑄型內(nèi)的溫差過大。冒口直徑要大于熱節(jié)直徑,緊靠熱節(jié),高度是直徑的2.5-3.0倍,必須采用熱冒口甚至澆冒口合一,讓充足的高溫金屬液來不足鑄件在凝固收縮時(shí)之空位。將直澆道、冒口位于高處(砂箱有5-8。的斜度)也是正確的。澆注時(shí)盡可能低溫快澆。一旦凝固,要及時(shí)松砂箱。聰明的設(shè)計(jì)師總是善于利用冷鐵,包括內(nèi)冷鐵于外冷鐵,它既細(xì)化一次結(jié)晶,消除縮孔、縮松,又提高工藝出品率,當(dāng)然,適宜的用量和規(guī)格是應(yīng)該考慮的。內(nèi)冷鐵要干凈、易熔,用量以少為宜。外冷鐵的三維尺寸與冷卻物的三維尺寸為0.6-0.7倍的函數(shù)關(guān)系。過小不起作用,過大造成鑄件開裂。鑄件在型內(nèi)要長時(shí)間保溫,直到低于200℃再開箱。
6、熱處理
熱處理開裂,是低溫階段升溫過快所致。故正確的操作是350℃以下,升溫速度<80℃/h,750℃以下,<100℃/h,且有不同時(shí)期的保溫。至>750℃時(shí),鑄件內(nèi)呈塑性狀態(tài),可以快速升溫了。至1050℃時(shí)根據(jù)鑄件的厚度確定保溫時(shí)間,然后再升到1100℃以上。給出爐降溫留有余地然后盡快入水。高溫時(shí)升溫太慢,保溫時(shí)間太短,出爐后到入水時(shí)間間隔過長(不應(yīng)>0.5min),這一切都影響鑄件質(zhì)量。入水溫度應(yīng)<30℃,淬火后,水溫<50℃,水量應(yīng)不小于鑄件重量的8倍。冷水從池下部進(jìn)入,溫水從池頂面流出。鑄件在水池中要三個(gè)方向不停地移動(dòng)。
7、切割與焊接
因?yàn)殄i鋼熱傳導(dǎo)性能差,所以在切割澆冒口時(shí)應(yīng)十分注意。最好將鑄件置于水中,被切割部分露在水外,切割時(shí)留一定量的茬,熱處理后磨掉。
不少廠,焊接和焊補(bǔ)成為必然。選用奧氏體基的錳鎳焊條(D256或D266型),規(guī)格細(xì)長,φ3.2mm×350mm,外層藥皮為堿性。操作時(shí)采用小電流,弱電弧,小焊道多焊層、始終保持低溫度少熱量的操作方法。一邊焊接一邊擊打,消除應(yīng)力。重要鑄件必須探傷。
生產(chǎn)者要考慮的,不僅僅是降低生產(chǎn)成本,但更重要的是不出廢品,最大限度地出優(yōu)質(zhì)品,進(jìn)而最到限度地?cái)U(kuò)大占領(lǐng)市場份額。這看起來是慢而費(fèi),實(shí)際上是快而省,這個(gè)觀念不僅認(rèn)識(shí)到,更重要的是要做到。
高錳鋼襯板雖然是一種傳統(tǒng)的耐磨材料,但其依然在工業(yè)生產(chǎn)中擔(dān)當(dāng)著不可替代的作用,其即有一定的硬度,也有很好的抗沖擊性,且可以沖擊硬化,因此撐握好高錳鋼襯板的鑄造制作工藝是我公司工人必須的任務(wù),愿為中國工業(yè)提供優(yōu)質(zhì)高錳鋼襯板。
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