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铸造耐磨锰钢材冶炼铸造工序2018/7/23 11:22:40

铸造耐磨锰钢是历史最久,应用最广泛的一类。

  尤其是标准型的Mn13高锰钢,含锰和含碳量高;钢的铸态组织为奥氏体及碳化物,经1050水韧处理,绝大部分碳化物固溶于奥氏体中。钢的组织为单相奥氏体及奥氏体加少量碳化物,具有良好的塑性,韧性及无磁性的特点。由于奥氏体具有面心立方晶格的结构。裂纹扩展速率很低,使用安全可靠。该钢另一特点是在较大冲击载荷和接触应力的作用下,表面层会迅速产生加工硬化层,表面硬度急剧升高(可达500~700HBW);表面具有良好的耐磨性,内部仍保持良好的韧性。受冲击载荷不至于破裂。使用前可采用机械和爆炸方法可以让表面加工硬化。

  这类钢用于冲击磨料磨损和高应力碾碎磨料磨损工况,我们常用的地方为雷蒙磨磨环,磨辊;球磨机衬板,锤破锤头;挖掘机的斗齿;拖拉机履带板。高锰钢国家标准和相关国际标准。

  高锰钢必须进行大于等于1040的水韧处理。

  化学成分为必检项目。

  高锰钢的力学性能。

  高锰钢的金相符合国家标准。

  针对以上所述,结合实际工作,对工艺展开全面的论述。

  我们采用消失模工艺进行造型,针对一次成型的铸件必须保证其外形尺寸,原因是其不易焊接,加工硬化。造型时要留有相应余量,充分考虑其收缩率,凝固收缩为6%.对于浇道棒造型时应充分考虑其补缩状况,高锰钢铸件的成分均为质量分数以GMn13-1为C1.00~1.45,Mn11.00~14.00,Si 0.30~1.00,S0.04,P0.09.在原料选择上几个关键点需要重视。采用回炉料进行铸造时可添加烧损的锰。其他成分均可大致保持不变。而我们经常遇到的是重新配比的问题,有碳钢,锰钢,结构钢和其它钢类。从选材上要将废钢分类,原则上不允许不合乎要求的钢种进入原料中,对有疑问的钢要进行化验取样,对需添加合金的必须化验,确保其各种元素含量不超标。并能保证质量分数达标。高锰钢中碳主要有两个作用,一是有利于形成单相奥氏体组织;二是固溶强化。含碳量增加,强度硬度增加,塑性及韧性降低。碳元素要均匀固溶于奥氏体中。锰是稳定奥氏体的元素,锰量增加,高锰钢的强度,塑性及冲击韧度均提高。锰碳比在10左右得到较好的强韧配合,锰碳比小于10可以提高高锰钢的耐磨性。磷在高锰钢里是有害元素,磷在奥氏体中溶解度低,易形成脆性磷共晶,大幅度降低其力学性能和耐磨性能,加大钢的冷热裂倾向。磷高取较低碳防铸件开裂。

  选用低磷锰铁及含碳量低的废钢。磷是炼钢过程中炉料引入。一般在钢的氧化时期良好地沸腾,钢在浇注之前镇静一段时间(5~10min),改善夹杂物形状和分布可采用稀土合金进行处理。硅在高猛钢里主要是脱氧。我们常用铝脱氧,氧来自于炼钢过程生成的氧化铁,温度降低时与碳反应生成一氧化碳气泡造成气孔。

  通过理论学习,在生产实践中实施浇注工艺炼钢时钢液1540出炉,要让钢液充分沸腾。1450~ 1480浇注,浇注时候要镇静5~10min;要让钢液里的颗粒漂浮起来。不能涮炉时间过长,对炉子使用周期不好。高锰钢中的锰烧损会严重,影响钢的成分。由于高锰钢液易生成MnO2,从而易于和型沙的二氧化硅发生化学反应而导致铸件表面粘沙,为此应在铸型和型芯采用中性或碱性涂料,采用镁砂粉为骨料的涂料。涂料的配比要按标准,并且注意其它相关事项。不宜太厚或太薄,太薄起不到阻隔热源,太厚不宜清除。涂料的耐火温度要达到要求。在使用真空水泵强排时,时间要控制好,根据铸件的壁厚选择时间。高锰钢比碳钢的冷热倾向大,容易形成气孔和砂眼。此外严格遵守出箱的时间,保温时间不宜太长;冷却速率的影响对厚截面均导致晶粒粗大和力学性能下降。

  高锰钢必须进行水韧处理,对水温及水质都有严格的要求。铸态高锰钢组织是以奥氏体为基体,晶内和晶界有大量的块状,条状及针状碳化物;晶界碳化物呈网状,水韧处理后组织为单一奥氏体。但在工业生产中由于冷却速度不够,沿晶界析出少量的碳化物。

  化学成分为必检项目,化学成分为质量分数。必检元素为C,P,Si,Mn,S5种元素。其中C,P采用碳硫分析仪。选取ZGMn13标样测试对比值。标样为各种元素含量准确的样品,取5~6个值的平均值为参考,输入单片机中储存。选取待化验品与标样进行对比,单片机自动对比生成对比值,对比值为0.999为合格。原理为碳硫充分燃烧产生二氧化碳和二氧化硫与溶液发生化学反应检测碳硫的含量。Si,Mn,P的含量采用分光光度计。采用溶液的化学反应器里对光进行分析和曲线值进行对比,分光光度的原理是利用物质在光的照射激发下具有选择吸收的现象,并对物质进行定性和定量分析。

  以上工艺过程为高锰钢的铸造工艺过程,它涵盖了备料,模型,浇注,水韧处理,成分化验以及力学金相检验。过程复杂,需有专业技术以及配套完善的设备和高度的责任心,才能冶炼出合格的高锰钢。


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