[发明专利]高锰钢真空铸造余温水韧热处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种高锰钢真空铸造余温水韧热处理工艺。

背景技术

随着全球工业化的不断深入，各行业对耐磨耐热材料的要求越来越高，新材料的开发越来越倾向于高合金化，复合化。目前主要耐磨材料包括：高锰钢，高铬铸铁，镍硬铸铁及双金属等材料。

高锰钢是一种具有良好综合性能的耐磨材料，其锰含量较高，生产方法通常都是生产出铸件以后，重新加热进行水韧处理。铸态组织为奥氏体及碳化物，经1000—1100℃加热，碳化物全部或者大部分溶入奥氏体，铸件冷却过程中，温度降至950℃时，碳化物开始由奥氏体内向外扩散，350℃时停止,水韧处理后得到单相奥氏体或者奥氏体加少量碳化物组织，这种组织在冲击力作用下，形成大量的位错、李晶变形、镶嵌缺陷，块状组织细化和形变诱导产生马氏体，使表面硬度由190HBS提高到50HRC左右，铸件内部仍然具有较好的韧性。高锰钢常规铸造水韧处理工艺

高锰钢ZGMn13-1的液相线温度约为1370℃，出炉温度控制在1430-1480℃，浇注温度控制在1420-1470℃。钢液出炉要静置一定时间，使气体和夹杂物上浮，提高铸件质量。铸件浇注后要进行松箱，大约在400℃打箱，然后去除浇冒口、飞边,最后重新加热进行水韧处理。以衬板为例,水韧处理工艺为:第一阶段保温700-750℃，第二阶段保温1050-1080℃，保温时间2-3h，冷却介质为水(≤40℃)。用常规高锰钢铸造水韧处理方法生产高锰钢耐磨铸件所需费用大约7600元/t。电耗高，冶炼，铸造，水韧处理约需大约2000元电费，铸造砂消耗高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是要提供一种造型时间短，温度同步；使用干砂埋型，并且脱砂容易，有充分的时间控制铸件入水温度的工序，实现上述目的的技术方案如下：

高锰钢真空铸造余温水韧热处理工艺，其特征在于：首先进行钢水冶炼和砂型制作，其中钢水冶炼和砂型制作同步进行；

砂型制作中按照真空铸造工艺制作木型，将木型置于震动平台上，之后在木模上依次实施刷托模剂、覆底膜、喷涂料的工序，涂料喷涂完成后将木模烘干，接着在烘干的木模内注砂，注砂完整后依次进行振实、覆外膜、抽真空、起模、翻箱、合箱、设置浇口杯的工序；

待冶炼的钢水成分及温度合格后在木模内进行浇铸钢水的作业；

浇铸完成后等待1-4小时松箱，松箱后再次等待1-2小时，之后进行起箱、埋砂的工序，埋砂1-2小时之后吊起铸件进行清砂，清砂完成后测量铸件的温度，当铸件温度在950-1050度的范围内时将铸件快速投入30度以下的冷水中进行水淬处理，铸件入水后不断进行运动，以便铸件均匀散热；铸件入水1-2小时后，当铸件表面不烫手时将铸件出水，之后切割浇口、冒口，将铸件进行修整，工序完成。

本发明工艺步骤减少了零件的氧化、脱碳,提高了铸件质量,简化了生产工序,降低了工人的劳动强度,大大提高了经济效益。

具体实施方式

高锰钢铸件广泛应用于冶金、矿山、水泥、建筑、电力、化工等行业的冲击磨损易耗件，每年的消耗量非常大，市场竞争也异常激烈。用常规高锰钢铸造水韧处理方法生产高锰钢耐磨铸件所需费用大约7600元/t，电耗大约2800度。电耗高，冶炼，铸造，水韧处理约需2000元电费，铸造砂消耗高，利用真空铸造余热进行水韧处理，可以减少清砂处理工序，节省水韧处理加热保温的能源消耗和相应的辅助工序，缩短了生产周期，同时减少热处理加热设备的投入，生产成本大幅降低。初步估算水韧处理的费用约2.19元/kg，每t节约2190元，利用铸造余热进行水韧处理生产高锰钢铸件的费用是常规水韧处理方法的70％,降低生产成本约30％。另真空铸造砂循环使用，砂耗极低。

下面对本发明的步骤做详细的说明。

首先进行钢水冶炼和砂型制作，其中钢水冶炼和砂型制作同步进行，同步进行节约时间，而且容易控制时间，不会在等待的过程中让钢水的温度无限制的散失。

其中砂型制作是按照真空铸造工艺进行木型制作，将木型置于震动平台上，之后在木模上依次实施刷托模剂、覆底膜、喷涂料的工序，涂料喷涂完成后将木模烘干，接着在烘干的木模内注砂，之后依次进行振实、覆外膜、抽真空、起模、翻箱、合箱、设置浇口杯的工序；待冶炼的钢水成分及温度合格后在木模内进行浇铸钢水的作业；