高锰钢球磨机衬板的生产技术

维普资讯 http://www.cqvip.com ；ＮＯ．６　２００４　铸造技术　Ｆ０ＵＮＤＲＹ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　・４０５・　高锰钢球磨机衬板的生产技术　李常锋　，李文生　一，白创明　Ｈ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　厂，甘肃白银７３０９００）　：采用金属型板和镁橄榄石碱性涂料造型工艺和先预脱氧再加锰铁，后终脱氧熔炼工艺，以及常规和直接水韧处理的高　隶磨机衬板的生产工艺，有效地提高产品的尺寸精度、表面品质、铸件内在品质，生产出高品质的球磨机衬板铸件。　司：高锰钢；熔炼；水韧处理　｝类号：ＴＧ２６９　文献标识码：Ａ　文章编号：１０００—８３６５（２００４）０６－０４０５－０２　Ｉｏｌｏｇｙ　ａｂｏｕｔ　Ｌｉｎｅａｒ　Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　Ｕｓｅｄ　ｆｏｒ　Ｈｉｇｈ　Ｍａｎｇａｎｅｓｅ　Ｓｔｅｅｌ　Ｃａｓｔｉｎｇｓ　ｏｆ　Ｇｒｉｎｄｉｎｇ　Ｍａｃｈｉｎｅ　ＬＩ　Ｃｈａｎｇ—ｆｅｎｇ　，ＬＩ　Ｗｅｎ－ｓｈｅｎｇ　，ＢＡＩ　Ｃｈｕａｎｇ—ｍｉｎｇ　ｉｎｃｅ　ａｎｄ　Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｌ　Ｓｔａｔｅ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｇａｎｓｕ　Ｎｅｗ　Ｎｏｎ—ｆｅｒｒｏｕｓ　Ｍｅｔａｌ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｌａｎｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ　７３００５０，Ｃｈｉｎａ；２．Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｐｌａｎｔ，Ｂａｉｙｉｎ　Ｎｏｎ—ｆｅｒｒｏｕｓ　Ｍｅｔａｌ　ＧｒｏｕＰ，Ｂａｉｙｉｎ　７３０９００，　：ｔ：Ｉｎ　ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ　ｗｉｔｈ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｆｅａｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｒｅａｌ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｐｒａｃｔｉｃｅ，ｓｅｒｉｅｓ　ｏｆ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｍｅｔａｌ　；ｂｏａｒｄ，ｆｏｒｓｔｅｒｉｔｅ　ｐｏｗｄｅｒ　ｃｏａｔｉｎｇｓ，Ｍｎ—Ｆｅ　ａｌｌｏｙ　ａｆｔｅｒ　ｐｒｅ—ｄｅ—ｏｘｙｇｅｎ，ｄｅ—ｏｘｙｇｅｎ　ｏｆ　ａｌ　ａｌｌｏｙ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ　‘ｅｃｔ　ｏｒ　ｎｏｒｍａｌ　ｗａｔｅｒ—ｔｏｕｇｈｉｎｇ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ａｒｅ　ｔａｋｅｎ　ａｎｄ　ａｃｃｅｐｔａｂｉｌｉｔｙ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ａｒｅ　ａｃｈｉｅｖｅｄ．　ａｅｎｔｌｙ　ｃａｓｔｉｎｇ　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ　ｐｒｅｃｉｓｅ　ａｎｄ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｑｕａｌｉｔｙ　ａｒｅ　ｈｉｇｈｌｙ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ，ｔｈｅｒｅ　ｉｓ　ｎｏ　ｃａｓｔｉｎｇ　ｃｒａｃｋ　ａｎｄ　ｉｚｅ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｐｒｏｂｌｅｍ．Ｔｈｏｓｅ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ　ａｒｅ　ｂｅｎｅｆｉｔ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｌｉｎｅａｒ　ｏｆ　ｇｒｉｎｄｉｎｇ　ｍａｃｈｉｎｅ．　Ｉｒｄｓ：Ｈｉｇｈ　ｍａｎｇａｎｅｓｅ　ｓｔｅｅｌ；Ｍｅｌｔ；Ｗａｔｅｒ—ｔｏｕｇｈｉｎｇ　１　合金成分及零件技术要求　２．１　造型工艺设计　生产的球磨机衬板系高锰钢　ＺＱＭｎｌ３—１，化学成分及力学性能符合　ＧＢ５６８０－－８５标准见表１。　表１　ＺＱＭｎｌ３—１合金成分及性能　ａｂ．１　Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ａｎｄ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ＺＱＭｎｌ　３—１　利用金属型板和标准砂箱单件造型，以满足表面　品质和尺寸精度要求，确保型砂紧实并多扎气孑Ｌ，并采　用以下设计原则：　（１）铸件外形尺寸采用负公差，机加工余量一般　为３～５　ｍｍ或不留加工余量直接机床刀具校正即可，　最大加工余量≤１０　ｍｍ。　（２）铸件的槽孑Ｌ采用正公差，芯子用镁砂耐火材　料造型。　（３）自由线收缩率２．２％～３．２　，冒口大小按凝　蔓Ｏ＂ｂ／ＭＰａ伸长率（　）冲击韧度／（Ｊ・ｍ　）　硬度　：６３７　≥２０　≥１５　≤２２９　ＨＢ　固收缩率６　９／５设计，并采用易割浇冒系统。　（４）采用镁橄榄石粉碱性涂料。　２．２　浇注系统设计　午要求验收合金成分、形状尺寸、表面品质和碳　选用开放式浇注系统，取：　内：　横；　直一１：（１～１．１）：（１～１．４）　级，且要求铸件不得有影响强度及外观的缺陷，　舌硬度１９７￣２２８　ＨＢ，而铸件力学性能、夹杂物　ｉ足冶金品质时考核）不做验收条件。　工艺　：２００３—１２—１５；　修订日期：２００４—０４—０２　根据现场浇包口尺寸设计直浇口直径０４５　ｍｍ。　则　直一１５．９　ｃｍ。；　１个横浇口：ＺＦ横一１５．９～１７．５　ｃｍ。；　３道内浇口：三Ｆ内一１５．９～２２．３　ｃｍ。。　３熔炼和浇注　３．１　熔炼工艺　：李常锋（１９７０一），甘肃白银人，硕士．研究方向：耐磨合金及　合金优化设计．　，ｓ＠ｌｕｔ．ｃａ　采用ＧＷ一１—５００Ｊ中频感应炉熔炼，重视钢液的覆　维普资讯 http://www.cqvip.com Ｖｏ１．２５　Ｎｏ．６　Ｆ０ＵＮＤＲＹ　ＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ　Ｊｕｎ．２００４　盖和保护。在炉料装炉时，首先在炉底装一层石灰　（ＧＢ１５９４—７９），石灰质量约为装炉金属料质量的　１　９／５，随着熔化的进行，熔融金属的出现、上升，炉渣自　始至终覆盖着钢液的表面。炉渣起到保护钢液防止吸　气、氧化，并能收集夹杂物，保温节能的作用。随着熔　化的进行，可补加适量的石灰，渣量以能全面覆盖钢液　为宜，并适量添加一些氟石（ＧＢ８２６—８７）。石灰与氟　石质量比约为（４～５）：１，以便于降低炉渣熔点，调节　炉渣粘度，便于扒渣。　预脱氧采用高碳锰铁ＦｅＭｎ７５Ｃ７．５（ＧＢ３７９５－－　８７），采用碳的氧化强化预脱氧，籍此使钢液中氧化铁　含量降低到较低水平，从而减少夹杂物，处理时钢液温　度为１　６１０～１　６４０℃，加入量约为钢液质量的１　，收　得率为９０　。此时加入充分预热（７５０℃以上），块度　约为５０～１００　ｍｍ的锰铁。每批加入后应充分搅拌，　“防止冻结”、沉淀，每批基本熔清后再加下一批。这种　加入次序锰铁收得率为９５　，如果在预脱氧前直接加　入锰铁，其收得率为９０　，两者相差５　。将Ｍｎ／Ｃ控　制在≥９．５以上。　终脱氧在化学成分调整后，一般采用铝（ＹＢ／Ｚ４—　７５），用量约为钢液总质量的０．１　，考虑到沉淀氧化　的彻底性约逊于扩散脱氧，用量可调整至钢液总质量　的０．２　，以提高钢液中铝的残余量（＞０．０８　９／６），使高　熔点的Ａ１－Ｐ化合物在晶粒内析出，从而消除三元磷共　晶等磷的不利存在形式。　３．２　浇注工艺　钢液出炉后一般要静置，静置有利于钢液中气体　和夹杂物的上浮，改进冶金品质和调节浇注温度。高　锰钢ＺＧＭｎｌ３－１液相线温度１　４００℃，出炉温度控制　在１　３６０～１　４２０℃，浇注温度应控制在１　３４０～　１　３８０℃。　以上浇注温度铸件冒口结膜时间为０～５　Ｓ，根据　这一规则进一步确定不同温度出炉后钢液的静置等温　时间见表２。　表２钢液出炉后浇注静置时间　Ｔａｂ．２　Ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ　ｔｉｍｅ　ｏｆ　ｔａｐｐｉｎｇ　ｓｔｅｅｌ　ｌｉｑｕｉｄ　４铸件清理　铸件浇注后冷却过程要及时松箱，按１　ｍｉｎ／５ｍｍ　壁厚时间计算进行，笔者所生产的高锰钢衬板铸件一　般在浇注后半小时左右松箱，保证砂型良好的退让性，　确保铸件安全收缩。　掌握铸件温度约在＞４００℃时打箱，且不要将铸件　放在吹过堂风处。打箱后及时（铸件温度＞４００℃）用　乙炔枪热割浇冒口，切割时注意不要让钢液溅到铸件　上。然后在铸件进窑加热前打掉飞边、毛刺及撞开销　孔薄膜，若过厚最好用砂轮机切割。这是由于　ＺＧＭｎｌ３－１导热率低（仅为碳钢的１／３～１／４）、热膨胀　系数大（约为碳钢的２倍）易产生裂纹。如果热处理后　切割浇冒口等，则容易使ＺＧＭｎｌ３—１在２５０￣８００℃　内碳化物重新析出到晶界上，产生脆性。　５铸件水韧处理　５．１　常规水韧处理高锰钢球磨机衬板属于厚大件　（　＞７５　ｒａｍ），热处理时从常温加热到６００℃的温度区　间内，必须将加热速度控制在３０～５０℃／ｈ，待温度加　热到６００℃以上，加热速度可提高到１００～１５０℃／ｈ，　直到水淬温度１　０５０　１　０８０℃为止，保温４　ｈ，保证钢　中的碳化物充分溶解在奥氏体中，并通过扩散而均匀　化，降低碳化物再析出的可能性［１］。　保温后应迅速地将铸件从炉中拉出投入水中，从　打开炉门到工件全部入水的时间应在２～３　ｒａｉｎ范围　内，愈短愈好，以保证铸件温度不低于９５０℃。水温控　制在１０￣３０℃为宜，淬火终了水温不得大于６０℃。　若批量生产可在水池中加入干冰降温。　５．２直接水韧处理　如果零件为急件，为保证工期及交货时间，可以采　用直接水韧处理工艺。笔者尝试的直接水韧处理工艺　是把浇注的铸件在约１　０５０～１　０８０℃左右的温度时　打箱直接水淬，一次完成工件水韧处理和水爆清沙工　作。　６　结论　（１）采用金属型板造型和碱性涂料，并严格控制其　他铸造工艺，可以显著提高高锰钢的尺寸精度和表面　品质。　（２）利用石灰和萤石对熔炼炉进行保护，先用高碳　锰铁预脱氧，再加合金化锰铁和加铝终脱氧的熔炼工　艺，可以提高合金锰铁的收得率，提高高锰钢的冶金品　质。　（３）对高锰钢球磨衬板可采用常规和直接两种水　韧处理方案，均可得到合格铸件，采用此种水韧处理工　艺生产了高锰钢锤头，颚板等铸件。　参考文献　［１］　王荣滨，海　燕．高锰钢破碎机齿板淬裂分析与强韧化　处理［Ｊ］．矿山机械，２００２（１）：１０—１２．