高铬铸铁U形衬板的铸造工艺
高铬铸铁耐磨衬板的热处理工艺改进
高铬铸铁耐磨衬板的热处理工艺改进我公司生产的2号和6号衬板是一种高铬合金铸铁，因其耐热耐磨性能好，广泛用于各大钢铁公司的高炉设备。
但由于其脆性大，无论在铸造还是在热处理过程中、极易断裂。
据我们过去统计，在热处理时，尺寸约在1000毫米×500毫米×25毫米以下的中小型衬板废品率一般在10～15%，尺寸在此以上的大衬板最高时甚至达到50%左右。
由于规格繁多，几何形状多样，生产难度较大，每年的平均废品率一般都在16%左右。
走访过一些单位，大家都认为衬板开裂的原因很多，与其铸造内在质量、外观质量、尺寸大小、几何形状、化学成分等多种因素有关。
但我们认为主要是热处理加热和冷却条件。
这种衬板在加热和冷却过程中体积变化特别突出。
加热时其体积增大，而冷却时体积缩小。
对同一块衬板来说，加热速度过快，体积增大速度上下不一，造成较大应力，导致开裂。
衬板在砂箱中摆放过挤，受热后体积增大受到限制，也会迫使它以开裂方式释放体积变化受阻产生的应力。
开裂最多是在出炉后，衬板在砂箱中以空气风冷时，边缘冷却快，体积大幅度收缩，而中部不易冷却，其红热部分收缩量滞后，中部阻止外部收缩，这时中部承受边缘施加的压应力，而边缘收缩受阻承受很大的拉应力，而衬板的韧性又较低，当拉应力达到一定极限后，外部边缘以开裂形式来释放应力。
这时如注意观察会发现，裂纹通常起源于衬板冷得最快的长边中段某处,因为这里的应力聚集最大，开口裂得较宽，裂口端部可达3～4毫米，当中部随时间延长逐渐降温收缩后，边缘与中部的收缩量接近一致，裂口便闭合在一起，然而，很长的裂纹已经产生，甚至断开。
所以我们认为冷却和加热过程中，在同一块衬板上的温度一致性，是保证衬板不裂的决定性因素。
裂因明确后，在加热过程中，我们采取逐步升温、均温的方法，这与老方法基本相同，目的使同一块衬板均匀受热，各部分膨胀系数基本一样，但必须注意要将大衬板摆放在宽松的工装或砂箱内，让其可以有足够的空间膨胀。
高铬铸铁铸造工艺
锤头高铬铸铁铸造工艺高铬铸铁化学成分设计：（一般采用亚共晶高铬铸铁）1、工艺上常常通过调整碳含量来达到改变碳化物数量.2、不含其他合金元素(de)高铬铸铁,空淬能淬透(de)最大直径为20mm,要提高淬透性,必须加入合金元素.3、锰剧烈降低Ms,会使高铬铸铁在淬火后有较多(de)残留奥氏体,因此,一般控制在1.0%以下.4、铜降低Ms,会造成许多(de)残留奥氏体,因此,一般控制在1.5%以下.5、由于V价格高,通常只适用于不易热处理(de)铸件.6、硅提高Ms,会减少残留奥氏体,同时降低淬透性,因此,一般应控制.7、高铬铸铁感应炉熔炼温度1480℃,已经足够,不必太高.8、高铬铸铁浇注温度不希望太高,以免收缩过大和粘砂.浇注温度厚大件1350-1400℃,（一般件0-1420℃）.高(de)浇注温度加重冒口下(de)缩孔,而且会造成浓密(de)显微缩松,同时使晶粒组织粗大.9、高铬铸铁模型收缩率2%.10、高铬铸铁冒口尺寸按碳钢设计,浇注系统按灰铸铁设计.采用气割法切割浇冒口,容易产生热裂纹,故设计时采用易割冒口或者侧冒口,采用敲击法去除.11、高铬铸铁寿命短(de)原因,不是金相不合格,而是,铸件内存在缩孔、气孔、夹杂等铸造缺陷,因此必须足够重视铸造工艺.12、高铬铸铁容易开裂.在铸造工艺设计上注意不让铸件收缩受阻,以免造成开裂.13、高铬铸铁铸件在铸型中应充分冷却,然后开箱.开箱过早,开箱温度过高,是铸件开裂(de)主要原因.14、高铬铸铁采用金属型铸造时,浇注温度应保持在150℃以上,以免铸件冷却太快开裂.15、高铬铸铁采用高温空淬,中低温回火(de)热处理,获得高硬度(de)马氏体基体.16、高铬铸铁在热处理前(de)铸态基体组织取决于铸态冷却速度(de)高低.冷却速度高时通常为奥氏体基体：随冷却速度降低逐渐开始析出部分马氏体、珠光体和奥氏体(de)混合物.：冷却速度进一步降低,可能获得珠光体基体(de)组织.17、高铬铸铁一般根据铬含量和零件壁厚选择最佳淬火温度.淬火温度越高,淬透性越高,但淬火后形成残留奥氏体数量有可能越多.Cr15高铬铸铁(de)淬火温度940-970℃,Cr20高铬铸铁(de)淬火温度960-1010℃.保温时间根据壁厚选择.一般2-4h,壁厚零件4-6h.18空淬后(de)高铬铸铁存在较大(de)内应力,应尽快进行回火热处理. 19、对一些形状复杂、壁厚形成悬殊(de)高铬铸铁铸件应严格控制升温温度（≤50℃/h）,以免铸件开裂.有时采用阶梯式升温（在200℃、400℃、600℃停留2-3h）更为安全,在700℃以上升温可以适当加速.但不超过150℃/h.20、保温时间应视铸件壁厚、装炉量、状态和升温速度等因素综合考虑,以免由于部分铸件或铸件(de)心部因保温时间不足而出现淬不透.21、高铬铸铁出炉应进行脱氧处理.通常在炉中加0.5%锰铁进行预脱氧,在炉中加0.25%硅铁进行初脱氧,在包中加0.05%铝进行终脱氧.22、高铬铸铁在熔炼过程中温度控制在1450℃,最后快速升温控制在1480℃脱氧出炉.。
高韧性高铬铸铁衬板的研制和应用
高韧性高铬铸铁衬板的研制和应用冯胜山杨应凯叶学贤曹金宏余松明1 前言据统计，我国每年消耗的金属耐磨材料约300万吨以上，其中仅冶金矿山消耗的衬板就达10万吨左右。
目前我国各类矿山用磨机等选矿设备中的衬板等易损件一般都采用ZGMn13高锰钢材质。
这类易损件在使用时要承受一定的冲击和磨料磨损，因此其材质应具有良好的抗磨性能和一定的冲击韧性。
ZGMn13奥氏体高锰钢的冲击韧性很高(аk达200J/cm2),原始硬度不超过HB230，但在高的冲击负荷作用下，工件表面层能够产生硬化效应，其表面硬度可达HRC42～48，而中心仍保持优良的韧性。
但如果服役时冲击能量不够，奥氏体高锰钢表面冲击硬化效应不能充分产生，高锰钢表面达不到高硬度，则工件很快磨损。
同时高锰钢的屈服极限（б0.2）较低（约为350MPa左右），在使用中，尤其是使用前期工件易发生塑性变形。
另外球磨机衬板与研磨介质（如磨球）之间还存在一个硬度匹配问题，研磨介质硬度一般应高于衬板硬度HRC3左右较宜，但目前很多厂矿使用的低铬铸铁、高铬铸铁磨球的硬度大大高于高锰钢衬板硬度。
高锰钢在低冲击负荷下的上述不足常常导致工件的韧性有余而耐磨性不够，磨损失效快，而且变形严重，致使工件寿命短。
Cr>11%的高铬白口铸铁的共晶碳化物为六方晶系的M7C3，（CrFe）7C3的硬度为HRV50 1200～1800，比一般白口铸铁的共晶碳化物Fe3C（HRV50840～1100）高，同时凝固特性发生变化，凝固时（CrFe）7C3是孤立相，而奥氏体是连续相，因而韧性较普通白口铸铁大有改善，因此是抗磨粒磨损和抗切削磨损的首选材料。
国外应用较多，主要用于中低冲击负荷工况条件的衬板、锤头、磨球、渣浆泵过流部件等大中型磨损件。
国内外对高铬铸铁的磨损机制、断裂机制、断裂韧性（Ｋ1c值）、裂纹扩展机理进行了一系列的研究，结果表明高铬铸铁可以通过调整碳铬比，加入各类合金元素，采用稀土变质处理和热处理工艺等来控制碳化物的大小和形态、二次碳化物量及弥散度以及基体组织（马氏体、奥氏体、索氏体），从而调整性能，满足工件使用要求。
高铬铸铁衬板铸造工艺的优化设计
根据试 制 时 出现 的铸 造缺 陷 ，改 进时 主要 针对 缩 孔 、 孔 的缺 陷采取 了措施 。 气 （ ） 后 衬板 的外 缘开 设 ６个 内浇 道 ， １在 在直 浇道 对
面开设 ｏ ０ 的溢流 槽 ，在 中间位 置设 置 ｏ ０ 的 ４ ｍｍ ５ ｍｍ
Ｐｏ ｕ ｔ ｎＴ ｃ ｎｑ ｅ ｒｄ ｃｉ ｅ ｈ ｉｕ ｓ生 产技 ｏ
高铬铸铁衬板铸造工艺的优化设计
刘 金旺 （ 家庄 强 大泵业 集 团有 限责任 公 司 ， 家庄 石 石 ００ ３ ５ ０ ５）
摘要： 通过改进 内浇道 、 直浇道 、 出气孔 的设计 ， 保温冒口的使用 ， 以及严格控制生产过程 的各个环节， 品的 产
缩孔 、 气孔废 品大大减 少 ， 毛坯 的废 品率 降至 ２ ％以下。
关键词： 高铬铸铁 ； 衬板； 铸造工艺
中 图分 类号 ： Ｇ ５ ２： Ｔ ２ ｌ． 文献 标 识码 ： ； Ｂ 文章编 号 ： ０ ６ ９ ５ （ ０ １ ０ — １ ０ — ６ ８ ２ ｌ ）４ ２ ２ １ 我公 司接 到一 个 生 产 高 铬 铸 铁 后 衬 板 备 ０ ０年 件 的项 目， 衬 板毛 坯 三维 图如 图 １ 后 所示 。 该衬 板最 大 直径 ｏ４４ １４ ｍｍ， ７ ｍｍ， 孑 直 径 ｏ ６ ｍ 单 面 加 高 ６ 内 Ｌ ９４ ｍ，
工余量 ８ ｍ， ｍ 铸件重 １Ｏｋ 。 ｌＯ ｇ 材质为高铬铸铁 ， 产品技 术要求十分严格 ， 加工面不允许有任何铸造缺陷。
出气孔，并在上砂型上扎出气孔 ，在上平面放置一个 ｏ ６ ｍ 的保 温 冒 口 ， ２０ｍ 如图 ３ 。
图 １ 后衬 板 毛 坯 三 维 图
１ 原铸 造 工艺
高铬合金耐磨铸铁生产技术
高铬合金耐磨铸铁生产技术（转一、高铬铸铁的熔炼1. 高铬铸铁化学成分( 见下表)2. 原料要求另外，还需工业纯铜和废旧电极块( 用于调整碳含量) 等。
3. 熔炼工艺要求( 1) 出炉温度高铬铸铁的熔点比一般铸铁高，约为1200 ℃，出炉温度约为1500 ℃，熔炼选用中频感应电炉。
( 2) 炉衬采用酸性或碱性炉衬均可，炉衬的配比、打结、烘干和烧结均按常规工艺进行。
( 3) 装料一般按正常顺序加料，先将灰生铁、钼铁等难熔铁合金装入炉底，而后将废钢等按照下紧上松的原则装填( 有助于塌料) 。
( 4) 送电熔化将电炉功率调至最大进行熔化，由于Cr 的熔炼损耗较大( 约 5 % ～15 %) ，故铬铁应在最后加入，通常是待废钢全部熔化后加入烤红的铬铁。
( 5) 脱氧待金属炉料全部熔化并提温至1480 ℃后，再加入锰铁、硅铁及铝进行脱氧。
( 6) 浇注在中频感应炉中熔化，温度不必太高，温度达到1480 ℃时即可出炉，铁液在包内应停留一段时间进行镇静，视工件大小不同可在1380 ～1410 ℃之间进行浇注。
二、生产工艺要点(1) 高铬铸铁铸造性能较差，其热导率低，塑性差，收缩量大，且有大的热裂和冷裂倾向，在铸造工艺上要将铸钢和铸铁的特点结合起来考虑，必须充分注意铸件的补缩问题，其原则与铸钢件相同( 采用冒口和冷铁，且遵循顺序凝固原理) 。
由于合金中铬含量高，易在铁液表面结膜，所以看起来铁液流动性差，但实际上流动性较好。
( 2) 造型宜采用水玻璃硅砂等强度高且透气性好的砂型，涂料应采用耐火度高的高铝粉或镁粉与酒精混合拌制。
另外，为获得细晶粒组织和好的表面质量，在铸件外形不太复杂的情况下，金属型铸造也被广泛采用。
( 3) 高铬铸铁的收缩量与铸钢相近，模样制作上其线收缩率可按1. 8 % ～2 % 进行计算。
在砂型制作上，其冒口大小可按碳钢的规定进行计算，而浇注系统则按灰铸铁计算，但需把各截面积增加20 % ～30 % 。
高铬铸铁后衬板铸造工艺的优化设计
通 过 小 批 量 试
制 的生产 情 况 分 析 ，
９４ｍ 单 面 加 工 ６ ｍ，
该工艺不合理 ， 废品
图 ２ 试 制 生产 工 艺
余量 ８ｍ ｍ，铸 件重 １１０ｋ 。材质为高铬铸铁 ，产品技术要求十分严 ０ ｇ
格， 加工面不允许有任何铸造缺陷。
Ｔｈ ｔｍ ｉａ ｉ ｎ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｕｎ ｙ Ｔｅ ｈｎｏ ｏ ｙ ｆ ｒ ｅ Ｏｐ ｉ ｚ ｔｏ ｓｇ ｆＦｏ ｄｒ ｃ ｌ ｇ ｏ
Ｈｉｈ Ｃｈ ｏ ｉ ｍ ｓ ｒ ｎ Ｂａ ｋ Ｌｉｉ ｇ Ｐ ａ ｅ ｇ ｒ ｍ ｕ Ｃａ ｔＩ ｏ ｃ ｎ ｎ ｌ ｔ
２ １ 年 我 们 公 ００
冒口， 高度 ４０ｍ ０ ｍ。
２ ）造 型设备采 用 Ｚ ４ 型机 。 １５造 ３ ）采 用 手 工 树
脂 砂造 型 。
司接到一个生产高铬 铸铁后衬板备件的项
目。后衬 板 毛坯 三维 图如 图 １ 示 ：最大 所 直 径 １４ ４ｍ 高 ４ ｍ， ７ ６ ｍｍ， 内 孔 直 径
１ 最初 的铸 造 工艺 方案
率 高 达 ２ ％ ３％ ， ０ ０ 冒口根 部 有 缩孔 及 气孑 缺 陷 ，清 理 打磨 时 间较 长 。 Ｌ 这将 严重 影 响后 期 的大批 量 生产 ， 因此 根 据我 们 公 司现在 的生产情况 ，重新制定 了新的铸造工艺方 案。
２ 改进后 的铸 造 工艺 方案
００ ３ ） ５ ０５
摘 要 ： 高铬铸铁 衬板铸造 成形在挖 泥泵乃至铸造行业是一个难题 ， 板铸 造时容 易变形 。本文通过铸造 衬 工 艺优化来避免铸造缺 陷的产 生， 而使铸件达到要求。 从 关键词 ： 高铬铸铁 ； 衬板 ； 铸造工艺
高铬铸铁_碳钢双液双金属耐湿磨衬板的消失模复合铸造
经热处理后，测试其性能，结果如表1、2所示。
图3 复合衬板铸造工艺示意图 Fig. 3 Diagram of lost foam composite casting process
3 衬板材料的检测与分析
3.1 微观金相组织分析 对于双金属复合铸造衬板，中间结合面的情况对
（3） 双金属衬板在湿式球磨机的服役环境中，相
（b） 8个月后拆机使用情况 图7 现场装机试验对比
Fig. 7 Comparision betwween composite liner and alloy steel liner in working place
对耐磨系数是某合金钢衬板的3倍。 （4） 消失模技术已成功应用于双液双金属复合衬
表3 装机实验衬板磨损失重结果
Table 3 Weight loss in wet grinding environment
衬板材料 编号 磨损前/kg 磨损后/kg 磨损失重/kg 相对耐磨系数ε1来自17013337
碳钢/高铬铸铁
3
2 170
138
32
1 185
82
103
合金钢
1
2 185
81
104
图2 Φ5 m铁矿磨机衬板 Fig. 2 Composite liner of Φ5 m ball mill
图5 过渡区显微组织特征 Fig. 5 Microstructure of the composite interface
3.2 复合衬板力学性能检测 选取复合界面上、下区域，用线切割制造包含复
1 衬板规格与尺寸
用于Φ3.6 m铁矿湿式球磨机的高铬铸铁-碳钢复 合衬板，单件重185 kg （图1）；用于Φ5 m铁矿湿式 球 磨 机 的 高 铬 铸 铁 - 碳 钢 复 合 衬 板 ， 单 件 重 330 kg （图2）。
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高铬铸铁U形衬板的铸造工艺
卜广其
【期刊名称】《机械工人：热加工》
【年(卷),期】1994(000)012
【摘要】1.前言 U形衬板是高炉炉渣湿法处理水渣系统中的关键部件。
外形尺寸1600mm×600mm×1000mm,主要壁厚50mm,形状如图1所示。
每件重
676kg,9块为一组。
基体组织为铁素体+碳化物。
铸件要求光洁平整,不许有铸造缺陷,1600mm尺寸公差为±3mm。
其主要化学成分见表1。
【总页数】2页(P6,13)
【作者】卜广其
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TG250
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1.高铬铸铁后衬板铸造工艺的优化设计 [J], 刘金旺
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3.高铬铸铁衬板、中碳中铬合金钢衬板在水泥工业球磨机上的应用 [J], 李固成
4.高铬铸铁后衬板铸造工艺的优化设计 [J], 刘金旺
5.抗冲击高铬铸铁衬板研究 [J], 袁军
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