高锰钢的碳、锰含量高,所以高锰钢具有极好的流动性,它和铸铁一样能充满形状复杂和各种壁厚不同的铸件,因此具有较好的铸造性能,但是高锰钢铸造厂在实际铸造生产中,还有一些需要控制的要点,主要有以下几点。
1、化学成分高锰钢按照国家标准分为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。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%。高锰钢在加入Cr可以提高强度,加入Mo也可以提高强度而不牺牲韧性。
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、高碳铬铁及高锰钢回炉料。有人认为只要化学成分合适,就可以多用回炉料,这是不对的。某些厂之所以产品质量不佳,皆出于此。不仅高锰钢,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。
3、熔炼这道工序中加料顺序很重要。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。钢液出炉时,在钢包内加入脱氧剂,适当提高出钢温度,钢渣混冲,能进一步起到脱硫效果。将浇包烘烤是十分必要的。
4、炉料与造型材料要延长炉龄,应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。当然,炉龄的长短与操作者大有关系。添加炉料时不能把炉料从三四米之外投入炉内,既不安全又伤炉龄。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,我们在生产中使用镁橄榄砂造型,使用碱性涂料,铸出的铸件表面质量很好。
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%。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,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补足铸件在凝固收缩时之空位。浇注时尽可能低温快浇。善于利用冷铁,对细化一次结晶,消除缩孔、缩松,又提高工艺出品率有很大好处。外冷铁的尺寸要把握好,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700℃以下,升温速度<70℃/h,至>750℃时,铸件内呈塑性状态,可以快速自由升温了。至>1050℃时根据铸件的厚度确定保温时间。给出炉降温留有余地然后尽快入水(一半要求2min以内)。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,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。铸件在水池中要三个方向不停地一动。
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。当必须焊接和焊补是,选用奥氏体基的锰镍焊条(D256或D266型),规格细长,∅3.2mmx350mm,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。铸造产品在实际生产中要考虑的,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,这个观念不仅要认识到,更重要的是要做到。
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