高铬铸铁铸钢锤头的镶铸工艺王超,镶嵌合金锤头,铸钢和铸铁的区别,铸铁与铸钢的区别,铸钢和铸铁,铸钢 铸铁,球墨铸铁和铸钢,铸钢与铸铁,球墨铸铁 铸钢,铸铁镶铜闸门
铸造设备研究RESEARCHSTUDIESFOUNDRYEQUIPMENTApr.2004收稿日期:2003-11-06作者简介:王超(1974-),安徽淮北人,工程师,从事金属抗磨材料研究。应用研究高铬铸铁—铸钢锤头的镶铸工艺宋润泽(江苏省机电研究所,徐州221006)摘要:分别采取了ZG270-500和高铬铸铁作为锤柄和端部材质生产镶铸锤头。在强度许可的前提下尽量减小锤柄复合部位体积。采用侧冒口工艺,金属液流经冒口进入型腔,减小冒口及冒口颈尺寸,提高工艺出品率。锤头常规使用的寿命是同等工况下高锰钢锤头的倍以上。关键词:锤头;高铬铸铁;镶铸;复合铸造中图分类号:TG143.7文献标识码:A文章编号:1004-6178(2004)02-0018-02InsertCastingHighChromiumCastIron-CastSteelHammerWANGChaoCHENGHongxiaoWANGXiangdongSHENWeidongSONGRunze(JiangsuResearchElectricTechnologyXuzhou221006,China)Abstract:Thecaststeelhighchromiumcastironwereusedrespectivelydifferentparts(handlehammerproducedinsertprocess.Theenclosedpartinsertshouldtensilestrengthneededmightbeassuredsideriserthroughwhichliquidmetalflowedmoldcavityused,thusitsneckcouldcastingyieldcouldincreased.Theservicelifemorethanhighmanganeseone.KeyWords:hammer;highchromiumcastiron;insertprocess;compositecasting锤头镶铸工艺简单易操作,生产所带来的成本低,铸件综合性能优越,是双金属复合铸造中近乎完美的一种工艺方法。选择合理的镶铸方式和工艺参数,是确保铸件常规使用的寿命的关键。常见的锤头镶铸工艺目前应用于生产的锤头镶铸工艺可归结为镶块、预置锤柄和预置锤端三种方式。第一种工艺是采用类似固定内冷铁的方法将具有一定形状的耐磨合金块(高铬铸铁)固定在锤头型利用随后浇人的高温金属液(合金钢)的热量,在铸件凝固过程中使耐磨金属块与基体结合在一起。这种工艺的重点是确保镶块与基体间实现有效的冶金结合,因此通常在镶块的外形和尺寸上采取适当措施。在特定工况下,这种工艺生产的锤头寿命约是高锰钢锤头的2存在的问题是,镶块大小和数量受限于锤头尺增强作用有限,同时为确保镶块与基体间的结合效果,需采用诸如酸洗等方法对镶块进行表面处理。预置锤端的复合方法是将锤头使用的过程中真正起破碎作用的端部采用耐磨合金(高铬铸铁)预制成放人锤头型腔内然后浇人锤柄金属(普通碳钢),以此来实现端部与锤柄间的机械结合。通常两者结合部位被设计成燕尾的形式以增加结合的可靠程度。这种方法较前者操作更简单,即可采取锤头金属也可相反。因增加了锤头端部耐磨合金的体积,因而锤头的整体耐磨性能有所提高,常规使用的寿命可达高锰钢锤头的3存在的问题是预置的高铬铸铁锤端在与后浇人的锤柄金属液接触时,因导热性差,局部温度迅速升如不能及时有效地发现,会导致锤头使用的过程中发生脱落。虽然采取对预置锤端进行预热等措施可有很大成效避免裂纹的产生,但同时增加了操作的复杂性。预置锤柄的复合方法是将普通碳钢的锤柄预置在锤头型腔内,而后浇人高铬铸铁液,并使高铬铸铁包覆在锤柄四周。与上述两种复合方法相比,后者无需对预置块进行表面处理,无需预热,通常不产生裂纹,因而在生产中得以广泛应用材质选择锤头材质的选择应确保锤柄有充足的强度和韧性,端部有充足的耐磨性。一般锤柄采用ZG270-500即可满足使用上的要求,用高铬铸铁,视具体工况调整铬及其它合金元素的含量,以期在耐磨性和韧性之间找到一合适的平衡点。一般说来,在冲击比较小的场合可适当提高含碳量以增加碳化物比例(最高可达35%左右),时加入能够形成高硬度碳化物的元素(如硼等)。常用的端部材质化学成分见表1CrMoCu铸铁2.9～3.30.4～1.00.5～0.90.0514～181.5～2.00.8～1.2镶铸锤柄结构设计预置锤柄一般体积较大,具有很强的激冷作用,如复合部位结构设计不当,仍然轻易造成高铬铸铁锤端产生裂纹。因铸造过程中的影响因素较多,据简化的数学模型推导出的用于计算高铬铸铁包覆厚度的公式因此一般仍凭经验确定锤柄复合部位的结构和尺寸。总的原则是在保证结合强度的前提下,尽可能减小复合部位的体积。生产中一般采取以下措施(如图1所示):(1)确保高铬铸铁包覆层厚不小于15mm;(2)尽可能将复合部位镂空。(3)锤柄复合部位采用尽可能大的圆角过渡。(4)确保一定的锥铸造工艺分型面设在图所示部位,而不应放在锤柄中心线处。因为生产中常采用粘土湿型砂生产此类锤如从锤柄中心线处分型,则在手工合箱时,高出分型面的预置锤柄极易刮坏上箱型腔,造成夹砂等缺陷。采用侧冒口,金属液流经冒口后进入型腔。这高温铁液可对冒口及冒口颈周围型砂进行相对有效预热,提高其温度;先期浇注的金属液在经冒口进行人型腔的同时即开始散热,温度迅速下降,因而后期浇注的金属液温度明显高于前者,在以上因素的综合作用下,能够形成朝向冒口的温度梯度,利于铸件的补缩并提高冒口的补缩效率,因而可采用较小的冒口和冒口颈对铸件进行补缩,在提高工艺出品率的同时,利于浇冒口的清除。在实际生产中将Mc:Mr:Mn定为就可以获得无缩孔和明显缩松的铸件。锤柄的处理锤柄在使用前应除锈、去污并经高温烘烤除湿,待完全冷却后置人型腔,合箱浇注。锤柄一般无需预热,如因结构所限,致使高铬铸铁包覆层厚度不为避免产生裂纹,也应采用溢流预热的方法,采用外部预热,除预热温度难以掌握外,如预热后的锤柄放在型腔内时间过长,还会导致水汽凝结,造成气孔类缺陷。锤头的热处理采用淬火+回火的热处理工艺(如图2),锤头端部硬度HRC58-62。淬火时一般都会采用强制吹风冷却,如环境温度较高或通风条件不理想可采用喷雾冷却。锤头的热处理工艺镶铸是双金属复合铸造中较为理想的一种方可归结为镶块、预置锤端和预置锤柄三种方式,其中预置锤柄的镶铸工艺以其简单易操作、锤柄无需进行预热和表面处理等优点,在生产中得以广泛应结论通过选择正真适合的材质成分、铸造以及热处理工设计合理的锤柄结构,可获得质量稳定,耐磨性优良(HRC58 -62)的复合锤头铸件, 常规使用的寿命明显 优于同等工况下的高锰钢锤头。 (下转第27 192004 低合金贝氏体铸钢在非金属矿行业的应用在实验室工作基础上, 在现场进行了低碳贝氏 体铸钢破碎机鄂板、球磨机衬板和矿粉输送管道以 及高碳贝氏体铸钢磨球的工业试验, 使用结果见表 。低合金贝氏体铸钢鄂板和衬板使用安全,使用中 从未出断裂, 常规使用的寿命比高锰钢提高2 倍以上, 设备 运转率提高3 %以上, 低合金贝氏体铸钢成本5 000 道成本5500 可见在非金属矿行业推广应用低合金贝氏体铸钢具有非常好的效果, 可提高设备运转率, 降低非金属矿的 破碎和研磨以及矿粉输送成本, 提高非金属矿行业 经济效益。 表3低合金贝氏体铸钢在非金属矿行业应用效果 破碎机鄂板 球磨机衬板 输送管道 破磨物料破碎石灰石 研磨氧化铝 输送水泥 研磨氧化铝 原材质 动鄂板磨耗16.035 个月。使用3 个月后, 损4.01mm。 40Mn2 锻钢球磨耗 3.67 kg/ 低铬球磨耗3.06kg/ 铬球磨耗1.78kg/ 新材质动鄂板磨耗4.106 kg/ 板磨耗4.649kg/ 大于12个月 使用3 个月后, 磨损0.77mm。 磨耗:1.71 kg/ Si、Mn 、Cr 为主要合金元素, 加入适量 Mo 、稀土的多元低合金铸钢,空冷后可获 得以贝氏体为主的组织, 具有硬度和韧性高、耐磨性 好等特点。 2)空冷贝氏体钢拥有非常良好的抗回火稳定性, 随着回火温度上升,硬度降 低。回火温度不高于350 击韧性提高;超过350 击韧性降低,在450 左右达到最低值。 3)低合金贝氏体铸钢用来制造破碎非金属矿的 鄂板和研磨非金属矿粉的球磨机衬板, 常规使用的寿命比 高锰钢提高1 耗比40Mn2锻钢球和低铬铸铁球低 70 和高铬铸铁球相当,用来制造矿粉输送管道, 寿命比 16Mn 钢提高 倍。低合金空冷贝氏体铸钢生产的基本工艺简单, 贵重合金元素加入量少, 生产所带来的成本低, 应用于非金属矿行业, 可显著提升破磨设备运转率, 降低矿粉加工成本, 具有非常好的经济效益。 参考文献: Cortie Materialsselect ion ndustry :Ole issues mewchallenges SouthAf rican Insit ute Mini ng 1996(4):145～157. Vijande etal .Materials select ion miningindustry[ 2001(1),250
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