Один из наших клиентов хочет, чтобы мы отлили футеровку из Mn14 для его шаровой мельницы. Подробные технические требования следующие :
- Материал: C 1. 1 ~ 1. 5, Mn 11. 0 14. 0, Si 0.3-0.8, P < 0.05 , S < 0.05 , Mn / C > 9.0
- Предел прочности при растяжении σ B / МПа ≥637
- Относительное удлинение (%) ≥20
- Ударная вязкость / (Дж / м * м) ≥15
- Твердость ≤229 HB
- Состав сплава, форма и размер, качество поверхности и марка карбида отливок являются обязательными, и не требуется никаких дефектов, влияющих на прочность и внешний вид. Твердость отливок после термообработки составляет 197-228 Hb, при этом механические свойства и включения отливок (не отвечающих металлургической оценке качества) не подлежат приемке.
Технология литья
Дизайн процесса моделирования
Для соответствия требованиям качества поверхности и точности размеров формовочный песок следует уплотнить и пробить больше отверстий для воздуха. Следует принять следующие принципы проектирования:
- Отрицательный допуск принят для общего размера отливок, а припуск на обработку обычно составляет 3-5 мм или припуска на обработку не остается. Максимальный припуск на обработку меньше или равен 10 мм.
- Паз отливки имеет положительный допуск, а сердечник изготовлен из магнезиального огнеупора.
- Свободная линейная усадка составляет 2.2% 3.2%. Подъемник рассчитан на усадку при затвердевании 6%. Применяется легкая система резки и заливки.
- Используется форстеритовое порошковое основное покрытие.
Проектирование литниковой системы
Была выбрана открытая система вентиляции с f в ∶ f поперечной ∶∑ f прямой = 1 ∶ (1 1.1) ∶ (1 1.4); Диаметр прямого затвора составляет 45 мм в соответствии с размером затвора ковша. Тогда ∑ f = 15.9 см²; 1 поперечный затвор: ∑ f = 15.9-17.5 см²; 3 внутренних ворот: ∑ f = 15.9 ~ 22.3 см².
Плавление и заливка
Таяние
Среднечастотная индукционная печь GW212500J используется для плавки, при этом особое внимание уделяется укрыванию и защите жидкой стали. При загрузке шихты слой извести (GB 1594-79) сначала загружается на дно печи. Качество извести составляет около 1% от массы загружаемого металла. В процессе плавления расплавленный металл появляется и поднимается, а шлак все время покрывает поверхность расплавленной стали. Шлак может защищать расплавленную сталь от геттерирования и окисления, собирать включения, сохранять тепло и экономить энергию. Во время плавки можно добавить соответствующее количество извести, и соответствующее количество шлака должно быть способно полностью покрыть расплавленную сталь, и следует добавить некоторое количество плавикового шпата (gb826-87). Массовое отношение извести к плавиковому шпату составляет примерно (4-5) 1, чтобы снизить температуру плавления шлака, отрегулировать вязкость шлака и легко удалить шлак.
Высокоуглеродистый ферромарганец femn75c7.5 (gb3795-87) используется для предварительного раскисления, а окисление углерода используется для усиления предварительного раскисления, чтобы снизить содержание оксида железа в расплавленной стали до более низкого уровня, чтобы уменьшить включения. Во время обработки температура жидкой стали составляет 1 610 ~ 1 640 ℃, количество добавляемой стали составляет около 1% от массы жидкой стали, а выход составляет 90%. При этом ферромарганец с размером блока 50-100 мм добавляется после полного предварительного нагрева (выше 750 ℃). После добавления каждой партии ее следует полностью перемешать.
«Предотвратить замерзание» и осаждение и добавлять следующую партию после того, как каждая партия в основном расплавится. В этом порядке выход ферромарганца составляет 95%. Если ферромарганец добавляется непосредственно перед предварительным раскислением, выход составляет 90% с разницей в 5%. Отношение Mn / Mn к Mn C более 5.
После корректировки химического состава алюминий (Yb / Z4 - 75) обычно используется для окончательного раскисления, и его количество составляет около 0.1% от общей массы жидкой стали. Учитывая, что степень осаждения окисления меньше, чем степень диффузионного раскисления, количество может быть отрегулировано до 0.2% от общей массы жидкой стали, чтобы увеличить остаточное количество алюминия (> 0.08%) в расплавленной стали и осаждать высокоплавкую сталь. точечные соединения al2p в зернах. Таким образом, могут быть устранены невыгодные формы фосфора, такие как эвтектика тройного фосфора.
заливка
После выхода из печи жидкую сталь следует хранить. Выдержка способствует плавучести газа и включений в расплавленной стали, улучшая металлургическое качество и регулируя температуру разливки. Температура ликвидуса высокомарганцевой стали zgmn1321 составляет 1400 ℃, температура на выходе составляет 1 360 ~ 1 420 ℃, а температура разливки составляет 1 340 ~ 1 ℃.
В соответствии с этим правилом дополнительно определяется статическое изотермическое время жидкой стали при различных температурах.
Термическая обработка
Футеровка марганцевых мельниц, прошедшая обычную водную закалку, относится к толстым и крупным деталям (δ> 75 мм). Во время термообработки скорость нагрева должна контролироваться на уровне 30-50 ℃ / ч в диапазоне температур от нормальной до 600 ℃. Когда температура нагревается выше 600 ℃, скорость нагрева может быть увеличена до 100-150 ℃ / ч до тех пор, пока температура закалки в воде не достигнет 1050-1080 ℃, и выдерживаться в течение 4 ч. Необходимо убедиться, что карбиды в стали полностью растворяется в аустените и гомогенизируется диффузией, чтобы уменьшить возможность повторного осаждения карбида.
После сохранения тепла отливку нужно быстро вынуть из печи и опустить в воду. Время от открытия дверцы печи до попадания всей воды в заготовку должно быть в пределах 2–3 минут, чем короче, тем лучше, чтобы температура литья была не ниже 950 ℃. Температура воды должна быть от 10 до 30 ℃, а температура воды в конце закалки не должна превышать 60 ℃. В случае массового производства в резервуар для воды можно добавить сухой лед для охлаждения.
Результаты
- Точность размеров и качество поверхности высокомарганцевой стали можно значительно улучшить, используя формование металлических пластин и щелочное покрытие, а также строго контролируя другие процессы литья.
- Использование извести и флюорита для защиты плавильной печи, процесс плавки с предварительным раскислением высокоуглеродистым ферромарганцем с последующим легированием ферромарганца и окончательным раскислением алюминия может улучшить выход легированного ферромарганца и улучшить металлургическое качество стали с высоким содержанием марганца.
- Для футеровки шаровых мельниц с высоким содержанием марганца можно использовать как обычные, так и прямые схемы обработки водным упрочнением, и можно получить качественные отливки.