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1、铸造Vol53No6!476!FOUNDRYJun.2004生产技术高锰钢铸件的缺陷与对策1,21李文生,路阳(1兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室,甘肃兰州730050;2白银有色金属集团公司机械厂,甘肃白银730900)摘要:结合高锰钢材质特点,对高锰钢铸件的粘砂、裂纹、晶粒粗大和气孔等缺陷,从生产实践中进行了认真的总结分析,采取了一系列对策与措施,取得了满意的技术效果,铸件尺寸精度和表面质量显著提高,完全消除了铸件中晶粒粗大和裂纹等缺陷与不足。关键词:高锰钢铸件;粘砂;气孔
2、;裂纹;水韧处理中图分类号:TG245文献标识码:B文章编号:10014977(2004)06047603DefectsofHighManganeseSteelCastingandtheCorrespondingSolutions1,21LIWensheng,LUYang(1StateKeyLabofGansuNewNonferrousMetalMaterials,LanzhouUniversityofScience&Technology,Lanzhou730050,Gansu,China;2BaiyinNonferrousMetalGroup,Machin
3、eManufacturingPlant,Baiyin730900,Gansu,China)高锰钢作为一种优良的耐磨钢,因具有生产工艺表1ZGMn131的化学成分与力学性能1简单、力学性能优良、生产成本低廉等特点,被化学CMnSiSPMn/C广泛用于制造承受冲击磨损的零部件,如挖掘机斗成分(%)11~1511~1403~10∀005∀009#90齿、球磨机衬板、履带板和铁路轨道等。笔者对本厂力学抗拉强度/MPa伸长率(%)冲击韧度/(J!cm2)硬度HB生产的ZGMn131球磨机衬板从铸造工艺、熔炼、浇性能#637#20#147∀229注、打箱清理和热
4、处理工艺方面入手反复探索,多次攻关,终于找到了解决高锰钢产生缺陷的对策,有效22防止对策地提高了高锰钢产品的尺度精度和表面及内在质量。(1)采用金属模板和标准砂箱造型,提高砂型的紧实度和尺寸精度,面砂采用较细砂粒的型砂,以减1铸件成分与验收要求少砂粒间的空隙,孔芯采用镁砂砖芯。本厂生产的球磨机衬板材质为ZGMn131,化学(2)铸型涂料取消白泥涂料,代之以碱性的镁橄榄成分与力学性能要求符合Q/JC0182标准,如表1所石粉涂料,并掌握涂料涂刷厚度∀1mm,且不堆积。示。工件验收的主要指标是化学成分、外形尺寸、表面质量和碳化物等级等。而工件的质量、力学性能、3气孔夹杂
5、物(不能保证冶金质量时检验)不做为验收条31产生原因2件,除非在有特殊声明时。针对以上验收条件,(1)造型材料方面。造型材料与铸件产生气孔有笔者主要研究分析了粘砂、气孔、晶粒粗大、裂纹等较密切的关系,如加入的粘土过量或混砂工艺不当,4类铸造缺陷。一方面降低了型、芯的透气性,另一方面混合不均匀2粘砂的小粘土块与钢液接触时会产生大量气体进入铸件。(2)型、芯干燥方面。砂型、芯没有烘干,未干21形成机理透的铸型进行热型合箱,合箱后的铸型放置时间太由于造型时铸件紧实度不够,砂型表面粗糙,涂长,不能及时浇注等,会使铸件产生气孔。料质量低劣等,使钢液浸入型砂颗粒之间的空隙,将(
6、3)铸造工艺及浇注方面。浇注系统设计不合砂粒嵌附于铸件上形成机械粘砂。另外,由于钢中含有较多的碱性氧化物MnO,而制作型、芯的材料为理,钢液进入铸型不平稳,会卷入气体而在铸件中形石英砂,则MnO与石英砂中的SiO2发生化学反应,成气孔。浇注速度太快,铸型中的气体来不及排出,生成MnO!SiO2低熔点化合物,从而产生化学粘砂。从而侵入铸件中形成气孔。基金项目:兰州理工大学研究生基金项目(12219)。收稿日期:20031110收到初稿,20031126收到修订稿。作者简介:李文生(1973-),男,甘肃武威市,博士生,主要从事耐磨合金及合金优化设计的研究。电话:0931
7、2806304铸造李文生等:高锰钢铸件的缺陷与对策!477!32防止对策(2)化学成分方面。生产实践表明,高锰钢中(1)合理地设计浇注系统,采用开放式浇注系C、P超标是造成铸件水韧处理淬裂的主要原因。P统,即F内>F横>F直使钢液能均匀平稳地充是钢中有害元素,P易偏聚在奥氏体晶界,导致晶界满砂型,避免钢液氧化与卷气。采用F直∃F横∃结合力急剧下降,引起晶界脆化。高锰钢含碳量高,F内=1∃(1~11)∃(1~14)开放式浇注系统,奥氏体中碳含量越高,则P的溶解度
