高錳鋼襯板的無冒口鑄造工藝

摘 要：由于高錳鋼收縮大，補縮冒口大，導熱率低，鑄態為滲碳體組織易形成柱狀組織，裂紋傾向大，在淬火前不能用氧-乙炔切割冒口，為解決高錳鋼補縮冒口大及切割固難，依據襯板的使用工況，雖然體收縮大，但它熔點較低（1340℃），特別是該鋼具有較高的流動性，即使接近熔點溫度也能進行澆注，采用低溫澆注，有效地減少液態收縮，用消失模真空澆注能確保鑄件同時凝固[1]，提出了無冒口鑄造工藝，就分廠現有條件，進行了生產試驗，經廠家2年多使用驗證，壽命情況良好，創造了可觀的經濟效益。

關鍵詞：襯板;無冒口;工藝;效益

1 襯板工作狀況

用此工藝生產的2種襯板如下圖1，圖2所示。前者用于Φ2.7×5米磨機，后者用于Φ2.1×4米磨機。以前者為例：120塊襯板（24塊圍成1圈）用長螺栓固定于兩端封閉的Φ2.7m圓筒內壁上，鐵礦石從圓筒一端送入，被轉動的筒體帶上半空自由落下破碎成小塊，再經一定時間碎成鐵粉從另一端排出。

2 可行性分析

（1）該襯板壁厚比較均勻，用消失模真空澆注能確保鑄件同時凝固[1]，無冒口時鑄件中心處會出現寬度不等的（視鑄件壁厚）一條軸線疏松帶，使用中當壁厚減薄到一定程度時（圖中細實線）無論是否達到疏松帶或尚未達到疏松帶，襯板即需更換了。

（2）從使用情況看，襯板屬于被動受力鑿削磨損鑄件，這種工作狀況即使鑄件中心處存在疏松區也不會影響鑄件使用[2]，鑒于此，分廠技術人員大膽提出用消失模無冒口鑄造這類襯板，經過1個月的生產試驗，2年多的使用驗證，此法生產的襯板性能完全滿足廠家使用條件，為我分廠創造了可觀的經濟效益。

3 工藝要點

3.1 苯板及涂料要求

（1）所有苯板密度必須大于18kg/m?，且必須經干燥處理。

（2）模樣尺寸要依據苯板質量增減縮尺大小，以保證鑄件幾何尺寸。

（3）涂料的涂掛性要好，透氣性要佳，涂層厚度應大于2mm，分廠生產這兩種襯板所用涂料是自配的，涂料成分如下：骨料：電熔鎂砂粉;輔料：白乳膠，鋰基膨潤土，水溶性酚醛樹脂，CMC.六偏磷酸鈉[3，4]。

3.2 涂層烘干要求

模樣要浸涂兩遍，涂層厚度2mm以上，第一遍烘干時間要保證6小時，第二遍烘干時間要保證8小時以上。模樣裝箱前必須確保涂層完全干透，否則不能裝箱。

3.3 裝箱工藝要求

分廠所用砂箱尺寸：1500mm×1500mm×1300mm，五面抽真空。所用干砂為擦洗石英砂，裝箱工藝簡圖如圖3：內澆口與鑄件.各澆口連接處要用耐火泥封好。裝箱時每裝300mm高必須振實后才能再裝下一層，直至裝滿箱為止，不能邊裝砂邊振動[5]。

4 鋼水熔煉成分及澆注要求

鋼水采用5t電弧爐熔煉，成份應符合國標ZGMn13-2要求，其化學成分為（%）：C：0.90～1.50%，Mn10.0～15.0%，Si：0.30～1.0%，S≤0.05%，P≤0.10%。用8t漏包澆注，溫度一定要控制好，鋼水要在鋼包中鎮靜6分鐘以上澆注。澆注溫度不能太高，控制在1420—1430℃? （熱電偶溫度） 。分廠用 Φ12鋼棍插入鋼包數秒后拿出看粘鋼情況控制。澆注時，真空泵要提前3分鐘開啟，以確保砂箱內真空不失真。真空度為0.45—0.5Mpa之間。澆注過程中不能斷流，澆口杯一定要澆滿。

5 熱處理

鑄件經清砂拋丸處理后進行水韌處理，升溫速度控制在100℃/h以下，保溫溫度1080—1100℃ 。分廠依據裝爐情況和鑄件壁厚保溫4小時后水淬。入水溫度 ≥960 ℃ ，水池水量要大于鑄件重量10倍以上，鑄件水淬前水池水溫要低于35 ℃ ，水中冷卻40分鐘后出水，自然干燥后休整入庫[1，5]。

6 結論

分廠分別為營口老邊鐵礦，通鋼板石溝鐵礦各生產一套，各自用于裝機生產，經8個月裝機運行生產沒有不良反應，到目前為止，分廠用此工藝為以上兩家企業各生產3套該種襯板，使用中均無質量問題，取得良好的效果。既提高了鑄件質量和工藝出品率提高20%以上，取消了冒口切割工序，省工省料，大大降低了工人的勞動強度，該工藝可行，值得推廣。

參考文獻：

[1]張增志.耐磨高錳鋼[M].北京：冶金工業出版社，2002.

[2]杜西靈，杜磊.鋼鐵耐磨鑄件鑄造技術[M].廣州：廣東科技出版社，2006.

[3]黃天佑.消失模鑄造技術[M].北京：機械工業出版社，2004.

[4]陶杰.消失模鑄造方法與技術[M].南京：江蘇科技出版社，2003.

[5]胡祖堯，鄧宏運，章舟.高錳鋼鑄造生產及應用實例[M].北京：化學工業出版社，2010.

作者簡介：路金川（1976-），男，黑龍江蘿北人，本科，工程師，研究方向：鑄造技術。