改進(jìn)v法鑄造高錳鋼鄂板的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于鑄造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種采用真空密封造型（V法）與懸浮鑄造相結(jié)合生產(chǎn)高錳鋼顎板的方法。本發(fā)明改進(jìn)V法鑄造高錳鋼鄂板的方法包括以下步驟：[1]按照V法工藝分別造顎板上、下型后，合型并抽真空等待澆注；[2]將盛有鋼水的澆包移至鑄型的澆口杯，做好澆注準(zhǔn)備；同時(shí)，備好懸浮劑，做好隨鋼水同時(shí)澆入鑄型的準(zhǔn)備；[3]待澆注開始后，加入懸浮劑，讓粉末狀懸浮劑隨鋼水均勻進(jìn)入鑄型當(dāng)中，并在鋼水澆注結(jié)束前，停止加入懸浮劑的工作；[4]撤去真空，并讓鑄件在鑄型內(nèi)冷卻后，開箱取出鑄件。本發(fā)明達(dá)到了細(xì)化晶粒的目的，能生產(chǎn)出尺寸精確、外表光潔且耐磨性能好的高錳鋼顎板。
【專利說明】改進(jìn)V法鑄造高錳鋼鄂板的方法【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明屬于鑄造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種采用真空密封造型(V法)與懸浮鑄造相結(jié)合生產(chǎn)高錳鋼顎板的方法。【背景技術(shù)】[0002]高錳鋼顎板是用于顎式破碎機(jī)上的主要耐磨易損件，市場消耗量極大，目前廣泛采用傳統(tǒng)的CO2水玻璃砂鑄造工藝生產(chǎn)。但是傳統(tǒng)的CO2水玻璃砂工藝生產(chǎn)的鑄件尺寸精度不高，表面質(zhì)量差，加工余量大，而且CO2水玻璃砂工藝生產(chǎn)后砂子很難潰散，清理困難， 并且舊砂回用困難，產(chǎn)生大量的廢砂，給企業(yè)和社會(huì)造成了很大的環(huán)境負(fù)擔(dān)，也使企業(yè)的生產(chǎn)成本居高不降。[0003]奧氏體錳鋼由于Mn含量較高(7%~20%)，基體組織本身是奧氏體組織，熱處理過程并不會(huì)導(dǎo)致最終的組織轉(zhuǎn)變，結(jié)晶晶粒的大小也不能得到有效的細(xì)化，反而常常由于熱處理溫度把握不精準(zhǔn)，晶粒進(jìn)一步長大。而對奧氏體錳鋼采取的水韌熱處理，也僅僅是為了消除基體組織內(nèi)的各種碳化物，盡可能得到均勻、單一的奧氏體單相組織。也就是說，奧氏體錳鋼鑄造過程中的一次結(jié)晶組織根本性地決定著鑄件的各項(xiàng)性能指標(biāo)和使用壽命。[0004]真空密封造型(V法)是一種利用塑料薄膜密封砂箱并抽真空使干砂成型的鑄造方法。V法鑄造過程簡述為九個(gè)步驟:I)準(zhǔn)備好帶有抽氣箱的模具，模具上有透氣孔可直接與抽氣室的真空管相連；2)用0.10-0.20_厚度的EVA塑料薄膜放置在烤膜器下加熱到軟化狀態(tài)；3)通過模具上的透氣孔將真空作用于軟化的塑料薄膜，使之與模具緊密貼覆；4)將負(fù)壓砂箱放置在模具上；5)砂箱被干砂充滿，通過震動(dòng)設(shè)備使干砂獲得最大密度；6)砂型頂部再覆上一層密封薄膜，將澆口盆與上型直澆道相連，下型只需要在覆膜前將砂子刮平；7)對砂箱抽真空，造成砂型內(nèi)外壓差，使干砂得到緊實(shí)，同時(shí)釋放模具抽氣室的真空，并通入壓縮空氣反吹，將砂型與模具分開；8)用同樣方法生產(chǎn)下型，將上型與下型合型，準(zhǔn)備澆注；9)澆注過程中繼續(xù)對砂型抽真空。鑄件冷卻后，去除真空，取出鑄件，干砂可再生循環(huán)使用。[0005]V法工藝生產(chǎn)耐磨鑄件產(chǎn)品:尺寸精確，外表光潔，造型勞動(dòng)強(qiáng)度低，效率高，在成本和作業(yè)車間的環(huán)保性上也體現(xiàn)出了一定的優(yōu)勢。但是V法鑄 造散熱慢，鑄態(tài)結(jié)晶組織晶粒粗大，導(dǎo)致高錳鋼鑄件的耐磨性降低。[0006]懸浮鑄造就是在澆注金屬液時(shí)，將一定量的金屬粉末材料加到金屬液流中，使其與液流摻和在一起而流入鑄型的一種鑄造方法。在懸浮鑄造時(shí)，粉末材料既不是加到澆包中，也不是直接加到鑄型中，而是在澆注時(shí)加到澆注系統(tǒng)中。早在上世紀(jì)四五十年代，前蘇聯(lián)就將懸浮鑄造的方法成功應(yīng)用在大型鋼錠的生產(chǎn)上。但是在其他鑄件上，尚未有成功的嘗試和應(yīng)用。我國國內(nèi)六七十年代也進(jìn)行了一些懸浮鑄造的基礎(chǔ)性研究，但是由于控制難度極大，很難實(shí)施，因此并沒有形成實(shí)質(zhì)性的應(yīng)用成果。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]由于真空密封造型(V法)散熱慢，鑄態(tài)結(jié)晶組織晶粒粗大，且熱處理細(xì)化晶粒比 較困難，進(jìn)而導(dǎo)致高錳鋼鑄件的耐磨性降低。針對以上問題，本發(fā)明將V法鑄造與懸浮鑄造 結(jié)合起來，達(dá)到了細(xì)化晶粒的目的，能生產(chǎn)出尺寸精確、外表光潔且耐磨性能好的高錳鋼顎 板。[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種改進(jìn)V法鑄造高錳鋼鄂板的方法，包括以下步驟:[1]按照V法工藝分別構(gòu)造顎板上、下型后，合型并抽真空等待澆注；[2]將盛有鋼水的澆包移至鑄型的澆口杯，做好澆注準(zhǔn)備；同時(shí)，備好懸浮劑，做好隨 鋼水同時(shí)澆入鑄型的準(zhǔn)備；所述懸浮劑由鐵粉85、0被％和脫氧劑l(Tl5wt%組成，懸浮劑的 加入量為鋼液的2?3wt% ；[3]待澆注開始后，加入懸浮劑，讓粉末狀懸浮劑隨鋼水均勻進(jìn)入鑄型當(dāng)中，并在鋼水 澆注結(jié)束前，停止加入懸浮劑的工作；[4]撤去真空(恢復(fù)常壓)，并讓鑄件在鑄型內(nèi)冷卻后，開箱取出鑄件。[0009]根據(jù)上述的方法，步驟4中冷卻至20(T300°C。[0010]根據(jù)上述的方法，懸浮劑粉末的濕度不大于0.25%，其粒徑不大于1mm。[0011]根據(jù)上述的方法，所述脫氧劑粒徑不大于0.1mm,由錳鐵和硅鈣組成，二者重量比 為 3:1。[0012]根據(jù)上述的方法，所述鐵粉由80wt%純鐵、10wt%合金鐵、10wt%乾基稀土合金組 成，其中合金鐵由鉻鐵80wt%、鈦鐵12wt%、硼鐵8wt%組成。[0013]本發(fā)明的積極有益效果:(I)本發(fā)明解決了高錳鋼顎板因晶粒粗大而導(dǎo)致的耐磨性下降的問題，并且將真空密 封造型創(chuàng)造性的應(yīng)用在此類耐磨鑄件的生產(chǎn)上，發(fā)揮了 V法鑄造尺寸精確，外表光潔，造型 勞動(dòng)強(qiáng)度低，效率高，節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，開啟了改變傳統(tǒng)CO2水玻璃砂工藝的道路，實(shí)現(xiàn)了綠 色鑄造生產(chǎn)。[0014](2)本發(fā)明所用懸浮劑具有微型內(nèi)冷鐵的作用，可以使鑄件晶粒細(xì)化，組織均勻。[0015](3)粉末具有較大的比表面，因此，單位重量的金屬粉末所產(chǎn)生的雜質(zhì)比同材質(zhì)的 整塊金屬多，這些雜質(zhì)基本上是制造該粉末的金屬氧化物。由于這個(gè)原因，本發(fā)明在懸浮劑 中加入脫氧劑粉末，能消除較多氧化物雜質(zhì)。[0016](4)本發(fā)明所用懸浮劑粉末的濕度不大于0.25%，消除了能成為氣體來源的雜質(zhì)， 因?yàn)闈穸仍黾訒?huì)成為產(chǎn)生氣孔類缺陷的根源。[0017](5)傳統(tǒng)的砂型鑄造工藝所采用的澆注系統(tǒng)并不適合采用懸浮鑄造的思想，而V 法鑄造澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)靈活，澆冒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)貼近懸浮鑄造的要求。[0018]【具體實(shí)施方式】:下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。[0019]實(shí)施例1本實(shí)施例改進(jìn)V法鑄造高錳鋼鄂板的方法，包括以下步驟:1、上型造型:1)準(zhǔn)備好帶有抽氣箱的顎板模具，模具上有透氣孔可直接與抽氣室的真空管相連；2)用0.1(T0.20mm厚度的EVA塑料薄膜放置在烤膜器下加熱到90°C變?yōu)檐浕癄顟B(tài)；3)通過模具上的透氣孔將真空作用于軟化塑料薄膜，使之與模具緊密貼覆；4)粘接冒口出氣孔等，噴涂料，并烘干:采用鎂橄欖石粉涂料，進(jìn)行人工刷涂，使用涂料烘干設(shè)備烘干涂料，務(wù)必要求涂料完全干透；5)將負(fù)壓砂箱放置在模具上；6)加少量砂，然后將澆口盆與上型直澆道相連，再繼續(xù)加入干砂，然后通過震動(dòng)設(shè)備采用3000cpm頻率和0.5mm振幅振動(dòng)緊實(shí)，使干砂獲得最大密度；7)砂型頂部再覆上一層密封薄膜，將澆口盆與上型直澆道相連，下型只需要在覆膜前將砂子刮平；8)對砂箱抽真空，在振實(shí)的基礎(chǔ)上保持穩(wěn)定的負(fù)壓(-0.04^-0.05) MPa，造成砂型內(nèi)外壓差，使干砂得到緊實(shí)，同時(shí)釋放模具抽氣室的真空，并通入壓縮空氣反吹，將砂型與模具分開。[0020]2、下型造型:下型與 上型相同的辦法造型；合型:將下型翻轉(zhuǎn)180度，將上型和下型合在一起，緊固，等待澆注。[0021]3、澆注:I)將盛有鋼水的澆包移至鑄型的澆口杯，做好澆注準(zhǔn)備；同時(shí)，備好懸浮劑，做好隨鋼水同時(shí)澆入鑄型的準(zhǔn)備；2)控制澆包開始澆注，與此同時(shí)，從冒口套處加入懸浮劑，讓粉末狀懸浮劑隨鋼水均勻進(jìn)入鑄型當(dāng)中；也可將懸浮劑預(yù)先放在漏斗裝置(漏斗下部孔徑可調(diào))中，懸浮劑的加入與澆注同時(shí)進(jìn)行，但需在澆注前:3~5秒之前即加入完畢。[0022]其中，懸浮劑粉末的濕度為0.25%，由鐵粉85wt% (重量百分比)和脫氧劑15wt%(重量百分比)組成；上述鐵粉采用80wt%純鐵+10wt%合金鐵+10wt%乾基稀土合金組成,合金鐵成分為鉻鐵80wt%+鈦鐵12wt%+硼鐵8wt% ;上述脫氧劑粒徑不大于0.1mm,由猛鐵和娃鈣組成，二者重量比為3:1。懸浮劑的加入量為高猛鋼鋼液量的2wt%,適宜粒度不大于1.0mm。[0023]4、取件:澆鑄后保壓2(T40min，然后撤去真空，恢復(fù)常壓，并讓鑄件在鑄型內(nèi)繼續(xù)冷卻，直至鑄件冷卻溫度達(dá)到20(T300°C，開箱并取出鑄件。[0024]由表1可以看出，本實(shí)施例所得高錳鋼鑄件晶粒細(xì)化，組織均勻，綜合力學(xué)性能得到改善，其耐磨性也得到提高。表1實(shí)施例〗綜合性能對比園
【權(quán)利要求】
1.一種改進(jìn)V法鑄造高錳鋼鄂板的方法，其特征在于，包括以下步驟:[1]按照V法工藝分別構(gòu)造顎板上、下型后，合型并抽真空等待澆注；[2]將盛有鋼水的澆包移至鑄型的澆口杯，做好澆注準(zhǔn)備；同時(shí)，備好懸浮劑，做好隨 鋼水同時(shí)澆入鑄型的準(zhǔn)備；[3]待澆注開始后，加入懸浮劑，讓粉末狀懸浮劑隨鋼水均勻進(jìn)入鑄型當(dāng)中，并在鋼水 澆注結(jié)束前，停止加入懸浮劑的工作；所述懸浮劑由鐵粉85、0被％和脫氧劑10?15被％組 成，懸浮劑的加入量為鋼液的2?3wt% ；[4]撤去真空，并讓鑄件在鑄型內(nèi)冷卻后，開箱取出鑄件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟4中冷卻至20(T30(TC。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:懸浮劑粉末的濕度不大于0.25%，粒徑不 大于1mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述脫氧劑粒徑不大于0.1mm,由錳鐵和 硅鈣組成，二者重量比為3:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述鐵粉由80wt%純鐵、10wt%合金鐵、 10wt%乾基稀土合金組成,其中合金鐵由鉻鐵80wt%、鈦鐵12wt%、硼鐵8wt%組成。
【文檔編號】B22C9/08GK103551504SQ201310463106
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月8日
【發(fā)明者】張?zhí)炫d, 張建滿, 程傳倉, 熊凌達(dá), 張鵬, 張海江, 郝江濤 申請人:鄭州玉升鑄造有限公司