解决了颚板材质、化学成分设计和冶炼这两个问题后,紧随其后的便是铸造工艺,还有热处理工艺及后处理技术,共计五大技术环节或难关。
铸造工艺是解决将冶炼好的优质钢水浇入经过合理设计的型腔内,冷却后得到内在质量优良、质地致密、无或少铸造缺陷、外轮廓尺寸xx、表面光滑的铸件毛坯,经切除浇冒口打磨外表后,待进入热处理工序处理的优质铸造毛坯的这样一门技术。这是一门有着数千年悠久历史的、相当博深的学科,而其中最关键的二部分技术当属浇注、补缩系统设计与浇注工艺控制,对于高锰钢颚板来讲尤其如此。
当然,做为颚板来讲,其铸造工艺毕竟是早已成熟了的技术,且不说高锰钢发明至今已有一百二十余年历史,颚式破碎机更是美国人E·W布雷克(Black)一百四十多年前发明的古董级产品。颚式破碎机这一百多年来,不断改进、发展,而今已繁衍出几大系列一百多个品种规格的庞大阵营。而颚板也历经普碳钢、低合金钢、镍硬铸铁、高锰钢等材质应用,不过至今至少80%以上的颚板仍是选择高锰钢,只不过同样是高锰钢,尽管选材相同,不同的厂家、不同的铸造工艺,那水平可就差老远了。好比同样是烤鸭,那里面学问还真不少,俺们小区前面有个集贸市场,里面整日熙熙攘攘,甚是热闹,进到市场大门里边拐过一个弯,接连两三家斗大的“xx果木北京烤鸭”招牌下,但见金黄焦嫩的烤鸭,尽管肥嘟嘟的鸭屁股上一筷子扎下去也吱吱的冒油,一旁的老板满脸堆着笑凑到您眼前,搓着一双油光的肥手,一脸真诚的告诉您:“嘿嘿,这烤鸭{jd1}不比北京全聚德的差,因为……”您信吗?
目前齿板主流的铸造工艺采用平做斜浇,开放式浇注系统,所要注意的是栏主在不少铸造厂看到使用侧冒口进行全补缩(左图),此种工艺方案实在不怎么样,这里不说这么多理论,栏主的建议是改成顶置式发热冒口结合发热剂技术(右图),不论是从补缩质量还是补缩效率均远远高于左图方案。
这里还有一个重要的技术改进就是使用发热冒口技术,发热冒口是个好东西,补缩效率的确高,遗憾的是造价高了一些,不过目前郑州鼎盛公司已自己研制成功,效果也相当不错,采购成本那可就大大降低了。
造型工艺设计时还要善于选用冷铁来控制凝固过程。除特殊情况,高锰钢一般不建议使用内冷铁,外冷铁要选择与铸件壁厚成一定比例关系的干净厚钢板切割、打磨,但不要与钢水裸接触,一定在表面挂有10mm以上的面砂,型砂和涂料的选择关系到铸件表面质量。高锰钢流动性好,浸润能力强,毛细现象突出,尤其它属典型的碱性钢种,与酸性的石英砂极易反应。郑州鼎盛公司的做法是铸件表面使用20-30mm厚的橄榄砂做面纱,而后涂刷两遍镁砂涂料。湖北工大铸造所出产的高锰钢镁砂涂料就不错,朋友们可以试一试。待点火烘干后合箱,压上压箱铁就可进行浇注了。这样成本是高了些,但质量有保证。在这栏主非常真诚地告诉大家上述工艺全部货真价实,在这块省点成本造成废品或降低产品质量实在是不划算。
好了一切准备就绪,下面就准备浇注了。
高锰钢极易形成粗大晶粒,甚至出现贯穿铸件断面的柱状晶,在厚壁铸件中,这个问题更加突出。解决这一问题的关键在于严格控制浇注温度和采用合理的浇注方法。
高锰钢的液相线为1400℃,固相线为1350℃,结晶间隔小,而钢的导热性差,使钢水在液态保持时间较长。这些因素使得高锰钢流动性好,为低温浇注创造了有利条件。通常浇注温度高于液相线20-40℃即可。
大型厚壁铸件,浇注的钢水上升速度缓慢,钢水表面易形成凝固金属氧化物薄膜。这些薄膜卷入钢水内不仅可能造成气孔,而且引起冷隔等缺陷。采用倾斜浇注不仅可以提高钢水上升速度解决上述弊病,而且有利于钢水的结晶。避免析出柱状晶。倾斜角度一般取8-12度。
浇注时,首先缓缓注入,确定后则全流注入。待冒口端满上50-100mm后,即可收包,然后点冒口,每个冒口至少补注两次以上。{zh1}在冒口面上覆盖发热剂。
浇注完毕铸件基本凝固后(1250-1350℃)应及时松箱。然后在干燥地点保温40小时以上,使得铸件表面温度在200℃以下再开箱落砂。
记着,心急吃不得热豆腐,浇注后过早开箱,容易产生裂纹,这可是使不得的败招。至于趁红扔水里,还美其名曰:“余热淬火”,这在低档产品里因高锰钢韧性储备极高而被掩盖,大型xx产品则万万使不得。
早些年有“大型铸态高锰钢技术”,挺花里胡哨的一副模样,蒙蒙外行或半瓶子醋还行,栏主的看法:三个字“伪科学”!