CN101319289B - 高锰钢铸件的冶炼方法 - Google Patents

Abstract

一种高锰钢铸件的冶炼方法，其特征在于：用废钢、锰铁、铬铁为原料，用中频感应电炉冶炼，首先加废钢，熔化后加铬铁，全部熔化后加锰铁，温度升到1590-1610度停炉，出炉温度在1470-1490度之间，浇包内放铝0.1-0.2％脱氧，然后进行浇注，浇注温度在1420-1460度之间，浇注的高锰钢铸件进行水韧处理。本发明改变传统的以旧锰钢为原料加工为现在的直接调整废钢中的物化成份进行生产，其原料十分易得，原料价格及制成的铸件成本都低于现有技术。制得的高锰钢铸件符合国标：高锰钢铸件ZGMn13-4的技术标准。

Description

高锰钢铸件的冶炼方法

技术领域

本发明属于金属材料冶炼技术。

背景技术

高锰钢系列材料，其终端产品用于制造球磨机的材板，颚式破碎机的颚板、挖掘机的抓斗齿和斗前壁、火车的钢轨道叉等冲击磨损度较高的零件。此外，大型电厂、钢厂和拖拉机厂、军用履带坦克等工厂也经常使用。由于其使用范围特殊，要求该产品在使用过程中必须耐高温和耐磨损。过去，我国上述设备常用的锰钢材料一般是用旧锰钢添加4％的锰铁后改制而成，原材料缺乏，产品成本高，其性能还很难达到国家规定的标准，而且很不稳定。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的高锰钢铸件的冶炼方法，具有原料易得，成本低廉，炼出的铸件具有良好的耐高温和耐磨损性能，能够承受大的冲击负荷及耐磨。

本发明的技术方案是：一种高锰钢铸件的冶炼方法，其特征在于：用废钢、锰铁、铬铁为原料，用中频感应电炉冶炼，首先加废钢，熔化后加铬铁，全部熔化后加锰铁，温度升到1590-1610度停炉，出炉温度在1470-1490度之间，浇包内放铝0.1-0.2％脱氧，然后进行浇注，浇注温度在1420-1460度之间，浇注的高锰钢铸件进行水韧处理。

本发明改变传统的以旧锰钢为原料加工为现在的直接调整废钢中的物化成份进行生产，其原料十分易得，原料价格及制成的铸件成本都低于现有技术。制得的高锰钢铸件符合国标：高锰钢铸件ZGMn13-4的技术标准。

具体实施方式

中频感应电炉冶炼锻造高锰钢ZGMn13-4。

采用低碳(200-400W)废钢料和锰铁、铬铁为原料，用中频感应电炉冶炼，首先加废低碳钢，熔化后加铬铁，全部熔化后加锰铁，因为合金元素冶炼时间短、烧损小；温度升到1600度停炉，浇包内放铝0.1％脱氧，然后进行浇注；浇注的高锰钢铸件进行水韧处理。产品进行水韧处理，确保铸态组织中的碳化物完全溶解和奥氏体的均匀化，达到较高的塑性、韧性和高强度加硬化的目的。

水韧处理按常规的方式进行，步骤如下：

1.方法：

入炉后温度升至350度保温1.5-2小时，升温至650度保温1.5-2小时(注：每小时升温小于80度)。再直接升温到1050-1100度保温1-1.5小时(注：可快速升温)。到950度水淬。

2.过程：

a水韧处理的温度：水韧温度取决于高锰钢的成分，通常为1050-1100度。含碳量高或合金含量高的高锰钢应取水韧温度的上限(如ZGMn13钢)，但过高的水韧温度会导致铸件表面严重脱碳，并促使高锰钢晶粒迅速长大，影响高锰钢的使用性能。高锰钢在1100度保温2小时后铸件表面碳和锰元素产生变化。

b高锰钢铸件在加热时应力较大而易裂开，加热速度根据铸件壁厚而定。一般薄壁简单铸件采取快速加热，厚壁铸件缓慢加热。减少铸件在加热过程中的变形或开裂，先在650度左右保温，厚壁铸件温差减少，炉内温度均匀之后再快速升到水韧温度1050-1100度保温。

c保温时间取决于铸件壁厚，以确保铸态组织中的碳化物完全溶解和奥氏体的均匀化。保温时间以铸件壁厚25mm保温1小时计算。

d冷却：水韧处理时入水前温度在950度以上，以免碳化物重新析出，铸件从出炉到入水时间不应超过30秒，水温保持30度以下，淬火后最高水温不超过60度。

可以用直读光谱仪得知钢液的化学成分，根据计算结果，调整铬铁和锰铁的加入量，控制铸件的成份(％)：碳C 1.25，硅Si 0.6，铬Cr 1.5，磷P≤0.07，硫S≤0.04，使之达到国标高锰钢ZGMn13-4的成分指标。

本发明直接调整废钢物化成份铸钢与传统的旧锰钢加工铸钢比较，有以下几个不同点：

一是使用的主要原材料不同。本发明使用的是一般废钢；而现有技术使用的必须是旧锰钢。

二是化学元素不同。本发明是通过对原材料的物化分析，得出原有材料准确元素指标，再根据高锰钢铸件ZGMn13-4的要求进行调整后进行冶炼；而现有技术不论原有材料成份如何，只是习惯性地添加4％的锰钢后进行冶炼。

三是产品的性能不同。本发明生产的产品各项指标均能达到国家标准，且在使用过程中磨擦温度越高，其钢质越硬；而后者的产品不能达标，使用周期短，当磨损温度达到一定程度时，其产品就会变质。

四是产品成本不同。本发明主要原材料是一般废钢，每吨价格只有2200元左右，而现有技术的主要原材料是锰钢，每吨价格在3200元左右。

采用本发明的高锰钢铸件生产的颚板在使用过程中，对物料的处理能力较传统型颚式破碎机可提高30——50％，破碎比可达10-15，与传统型颚式破碎机相比节能30％以上，颚板的使用寿命是传统型鄂式破碎机鄂板的2倍，整个破碎腔无阻塞点。

Claims (1)

1.一种高锰钢铸件的冶炼方法，其特征在于：用废钢、锰铁、铬铁为原料，用中频感应电炉冶炼，首先加废钢，熔化后加铬铁，全部熔化后加锰铁，温度升到1590-1610度停炉，出炉温度在1470-1490度之间，浇包内放铝0.1-0.2％脱氧，然后进行浇注，浇注温度在1420-1460度之间，浇注的高锰钢铸件进行水韧处理。