CN105562601A - 一种反击破高铬板锤的制备方法 - Google Patents

一种反击破高铬板锤的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种反击破高铬板锤的制备方法，采用水玻璃砂型铸造工艺生产，包括以下步骤：在板锤的浇注系统中加入过滤组件；钢水炉前变质处理，浇注孕育处理；型腔内放置内冷铁骨架，型腔处放置外冷铁。采用以上综合工艺，彻底解决了板锤在使用过程中经常断裂的问题，耐磨性能明显提高。成本下降3000元/吨左右。本发明开辟了在反击破高铬板锤制作工艺过程中使用过滤装置的先例，有效的净化了钢水；采用本发明工艺，晶粒明显细化，耐磨性能提高20-40％，冲击功是原来3～4倍，达到8～16J。

Description

一种反击破高铬板锤的制备方法
技术领域
本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种反击破高铬板锤的制备方法。
背景技术
高铬铸铁是高铬白口抗磨铸铁的简称，是一种性能优良而受到特别重视的抗磨材料。它以比合金钢高得多的耐磨性，和比一般白口铸铁高得多的韧性、强度，同时它还兼有良好的抗高温和抗腐蚀性能，加之生产便捷、成本适中，而被誉为当代最优良的抗磨料磨损材料之一。
板锤--是一种高效反击式破碎机上使用的锤头，是消耗品，形状一般是长方体，故称作板锤。高铬板锤抗冲击、耐磨损的综合性能好，相当数量的板锤采用高铬铸铁材质。
现有高铬板锤的生产多数使用中频炉熔炼，铁水中的杂质去除比较困难，耐磨性能大打折扣；而且板锤较厚(90～260mm)，因此，造成心部与表面硬度差别较大、晶粒粗大，夹杂、夹渣等缺陷，严重影响其机械性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种反击破高铬板锤的制备方法，以解决板锤生产过程中气孔、砂眼、缩孔、缩松等缺陷，以及板锤心部与表面硬度差别较大的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种反击破高铬板锤的制备方法，采用水玻璃砂型铸造工艺生产，包括以下步骤：
步骤1、按板锤图纸确定浇注工艺，制作木模；确定合适砂箱；准备浇道、冒口、泡沫陶瓷过滤网；
步骤2、造型：将木模放在砂箱内，按工艺要求放上浇道、冒口，然后在木模表面和砂箱之间加满型砂，并捣实在，形成砂型，往砂型中吹入二氧化碳气体使砂型硬化，最后，取出木模，得到中空的砂型；
步骤3、合箱：将造好的砂型表面刷两遍涂料，将型腔清理干净；将内冷铁放在下箱的型腔内并固定牢靠；紧靠型腔放置外冷铁；在浇道内放置泡沫陶瓷过滤网；检查好后，将上箱合在下箱上并锁紧牢固；
步骤4、熔炼并浇注：将废钢、合金等加入中频熔炼炉中熔化至1450℃，采用光谱分析仪进行炉前分析，待成分合格后出炉；在钢水从炉中倒入钢水包的过程中，均匀地加入高铬专用复合添加剂GHF301-1；将盛满钢水的包子吊到合好的型箱处准备浇注，测量温度至1360～1380℃时开始浇注，边浇注边加入高铬专用孕育剂GHF301-2，待冒口钢水满停止浇注；
步骤5、空箱并打磨：浇注成功的铸件冷却后开箱；再进行清理，切掉浇、冒口及飞边，打磨光整；
步骤6、热处理：按制定的升温曲线加热到980℃后，出炉空冷，再回火处理，使其硬度达到HRC60～65。
进一步地，型砂为质量分数为6％的水玻璃混制的石英砂。
进一步地，内冷铁的尺寸为：直径4-20mm，间隔15-60mm。
本发明的有益效果是：在板锤的浇注系统中加入过滤组件；钢水炉前变质处理，浇注孕育处理；型腔内放置内冷铁骨架，型腔处放置外冷铁。采用以上综合工艺，彻底解决了板锤在使用过程中经常断裂的问题，耐磨性能明显提高。成本下降3000元/吨左右(2014年炉料参考价)。得到了客户的好评。
本发明开辟了在反击破高铬板锤制作工艺过程中使用过滤装置的先例，有效的净化了钢水；解决了板锤生产过程中气孔、砂眼、缩孔、缩松等缺陷，以及板锤心部与表面硬度差别较大的问题；创新了泡沫陶瓷过滤网在高铬铸造工艺中实际应用的技术参数；采用综合新工艺，晶粒明显细化，耐磨性能提高20-40％，冲击功是原来3～4倍，达到8～16J。
附图说明
图1是内冷铁板锤断面状态图；
图2是本发明工艺与现有的工艺制备得到的板锤断面对照图，其中，A为现有的工艺断口，B为本发明工艺断口。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供一种反击破高铬板锤的制备方法，采用水玻璃砂型铸造工艺生产，其生产过程包括以下步骤：
步骤1、按板锤图纸确定浇注工艺，制作木模；确定合适砂箱；准备浇道、冒口、泡沫陶瓷过滤网；
步骤2、造型：将木模放在砂箱内，按工艺要求放上浇道、冒口，然后在木模表面和砂箱之间加满型砂(加入质量分数为6％左右的水玻璃混制的石英砂)，并捣实在，形成砂型，往砂型中吹入一定量的二氧化碳气体使砂型硬化，最后，取出木模，得到中空的砂型；
步骤3、合箱：将造好的砂型表面刷两遍涂料，型腔清理干净；将钢骨架(内冷铁)放在下箱的型腔内并固定牢靠；紧靠型腔放置外冷铁；在浇道内放置泡沫陶瓷过滤网；检查好后，将上箱合在下箱上并锁紧牢固；
步骤4、熔炼、浇注：按高铬铸铁材质要求，将废钢、合金等加入中频熔炼炉中熔化至1450℃，采用光谱分析仪进行炉前分析，待成分合格后出炉；在钢水从炉中倒入钢水包的过程中，均匀地加入高铬专用复合添加剂GHF301-1(该过程为炉前变质)；将盛满钢水的包子吊到合好的型箱处准备浇注，测量温度至1360～1380℃时开始浇注，边浇注边加入高铬专用孕育剂GHF301-2(此谓浇注孕育)，待冒口钢水满停止浇注；
步骤5、空箱、打磨：浇注成功的铸件冷却到规定时间后开箱；再进行清理，切掉浇、冒口及飞边，打磨光整；
步骤6、热处理：按制定的升温曲线加热到980℃后，出炉空冷，再回火处理，使其硬度达到HRC60～65；
采用上述方法制备得到的反击破高铬板锤的性质如下：
1、反击破高铬板锤的化学成分(％)；C2.0→3.6，Si0.2→1.2，Mn≤1.8，P、S≤0.1，Mo≤3.0，Cr12-30，Cu≤2.0，V≤5.0，Ni≤1.5。
2、过滤组件(由浇道和陶瓷过滤网组合而成)：优化了泡沫陶瓷过滤网高铬应用的工艺技术数据。其参数为：孔隙率60-95％，孔径6-30Ppi，厚度15-45mm，材质ZrO+SiC，流量设计3-5kg/㎝2，流速设计1-6kg/S。优化了泡沫陶瓷过滤网高铬应用的工艺技术数据。炉前变质：大部分厂家也进行炉前变质，使用的变质材料不同，我司采用高铬专用复合添加剂GHF301-1，此处不需表明添加剂成分。
3、炉前变质：钢水熔化达到出炉温度，成分化验合格，加入高铬专用复合添加剂GHF301-1的工艺方法。
4、浇注孕育：部分厂家也进行浇注孕育，使用孕育剂不同，本发明采用高铬专用孕育剂GHF301-2，此处不需表明孕育剂成分。
5、内置骨架：也叫内冷铁，其直径4-20mm，间隔15-60mm，不酸洗，放置简单易行，置换高铬合金，降低板锤成本，提高板锤冲击韧性。
6、外置冷铁：传统工艺。该项工艺没有创新之处，是综合工艺之一。
如图1所示，内冷铁的型号：PF1210，硬度：HRC61.9-63，尺寸：1050×320×108(mm)，重量：300kg，砸断：10m高3T自由落锤砸断，骨架：内置骨架与高铬合金结合严密，韧性：断口韧窝凸出，韧性提高。从图1中可以看出：放了内冷铁后，板锤心部没有缩松、缩孔等缺陷，韧性较好。
如图2所示，型号：PF1210，尺寸：1050×320×108，硬度：HRC61-64重量：300Kg，砸断：切割后3.2T锤升高10m高自由下落。从图2中可以看出：老工艺制作的板锤(A件)断面组织比较疏松，晶粒比较粗大，而且有缩松缺陷；而新工艺制作的板锤(B件)断面组织比较致密，晶粒细小，心部缺陷几乎没有。因此，B件比A件的韧性要好很多，更耐磨。

Claims (3)

1.一种反击破高铬板锤的制备方法，其特征在于，采用水玻璃砂型铸造工艺生产，包括以下步骤：
步骤1、按板锤图纸确定浇注工艺，制作木模；确定合适砂箱；准备浇道、冒口、泡沫陶瓷过滤网；
步骤2、造型：将木模放在砂箱内，按工艺要求放上浇道、冒口，然后在木模表面和砂箱之间加满型砂，并捣实在，形成砂型，往砂型中吹入二氧化碳气体使砂型硬化，最后，取出木模，得到中空的砂型；
步骤3、合箱：将造好的砂型表面刷两遍涂料，将型腔清理干净；将内冷铁放在下箱的型腔内并固定牢靠；紧靠型腔放置外冷铁；在浇道内放置泡沫陶瓷过滤网；检查好后，将上箱合在下箱上并锁紧牢固；
步骤4、熔炼并浇注：将废钢、合金等加入中频熔炼炉中熔化至1450℃，采用光谱分析仪进行炉前分析，待成分合格后出炉；在钢水从炉中倒入钢水包的过程中，均匀地加入高铬专用复合添加剂GHF301-1；将盛满钢水的包子吊到合好的型箱处准备浇注，测量温度至1360～1380℃时开始浇注，边浇注边加入高铬专用孕育剂GHF301-2，待冒口钢水满停止浇注；
步骤5、空箱并打磨：浇注成功的铸件冷却后开箱；再进行清理，切掉浇、冒口及飞边，打磨光整；
步骤6、热处理：按制定的升温曲线加热到980℃后，出炉空冷，再回火处理，使其硬度达到HRC60～65。
2.根据权利要求1所述的反击破高铬板锤的制备方法，其特征在于，所述型砂为质量分数为6％的水玻璃混制的石英砂。
3.根据权利要求1所述的反击破高铬板锤的制备方法，其特征在于，所述内冷铁的尺寸为：直径4-20mm，间隔15-60mm。
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