对抗磨铸件的选材和加热工艺应注意什么

铸件材料的抗磨性与一般性能（如力学性能，物理性能）由所区别，它不是材料的单一性能，而是反映在一个抗磨系统中材料的综合性能，它既受材料本身性能的影响，又受磨料性质，工作介质，工作条件的影响。受强烈冲击的铸件，可选用高锰钢制作，工作时铸件表面会出现加工硬化层，有较好的抗磨性。但是，如果工作时不存在冲击，或者冲击不大，铸件表面就得不到硬化，则抗磨性反而极差，在这种情况下若选用低合金钢或者选用合金抗磨铸铁，则会取得更好的效果。
②磨损系统中的外界条件是十分复杂，磨料的硬度，形状；磨料冲击铸件的速度及方向；工作温度的高低；磨损环境是干是湿：湿环境中是酸性还是碱性，要想使铸件获得良好的抗磨性，必须搞清楚铸件工作条件的具体情况，并有区别地选用材料，因为有些在干态很抗磨的铸件材料，在湿态据不一定抗磨（如一般成分的高鉻铸铁在干态下抗磨，在湿态下就不抗磨，就是一个实例）。
③要想合理选材，还必须搞清楚铸件在磨料磨损过程中失效起主要作用的磨损类型。一般认为，铸件材料越硬越抗磨，但实际是，用选用高硬度的材料来提高铸件抗磨性，有时达不到预期的效果，因为铸件的磨损与铸件工作前的的硬度不存在明显的关系，而与工作后铸件表面硬度存在着直线关系。
④要选材合理，还要结合具体情况，除考虑资源条件外，还应考虑经济性和铸造生产条件，例如在铸件抗磨材料选用上，除奥氏体锰钢，低合金钢，碳钢和石墨钢外，还有普遍白口铸铁，中锰球墨铸铁，低合金白口铸铁，中（高）合金白口铸铁等，这些材料均具有足够的抗磨性，但价格相差很大，因此经济地选用。另外，铸造出的铸件本身的健全程度，即内部质量问题，如铸件内部的缩孔，缩松，气孔，夹杂，裂纹等缺陷的存在，也会严重影响铸件的抗磨效果。
消除铸件内应力应注意的几个问题黄汉云,宋万军.袁志祁,王克谦1.株洲工学院机械系,湖南株洲412008;2.黄河铸钢厂,河南焦作454971;3.株洲柴油机厂铸造车间,湖南株洲412008;4.株洲锻压机床厂铸造车间,湖南株洲412008)摘要:在对湖南,江西等厂调研的基础上,结合笔者多年的经验,提出了灰铸铁生产中,消除铸件内应力时应注意的几个问题.生产中只有严格控制加热速度,加热温度,保温时间以及冷却速度,才能有效地消除铸件内应力,保证产品质量.关键词:内应力;加热速度;加热温度;保温时间;冷却速度中图分类号:251文献标识码:由于设计的铸件壁厚不均匀,冷却速度不一致,使铸件在厚薄处收缩受到相互牵制,与此同时在冷却过程中发生石墨化和相变(^.),从而引起体积变化,铸件内产生残余内应力.倘若这种内应力不清除.必然与随后机械加产生的附加切削应力叠加.致使铸件变形,甚至开裂.为了避免这种现象的发生,必须对铸件消除内应力退火处理.可以说几乎所有的铸造工厂都有这一道工序然而笔者通过对许多工厂调研发现,能够严格按工艺执行的还为数不多.甚至执行的工艺是错误的,从而导致不必要的能源浪费,铸件废品率增加.因此,笔者根据多年的经验,提出在消除铸件内应力时应注意的几个问题.供同行参考.1装炉温度与加热速度由于装有铸件的台车从加热炉中一经拉出.炉子开始降温,待退过火后的铸件一一卸出,要退火的铸件一一吊上,炉温一般会迅速降低至200℃以下,所以不会因装炉温度过高而导致铸件产生内应力而引起铸件变形.但是.笔者观察了湖南几家工厂,发现一旦盛满铸件的台车进入炉膛后,便迅速升温.高温火焰立即翻过火墙将铸件烧得通红,其加热速度至少达到300℃/.这必然会使铸件尤其是复杂的铸件产生开裂.普通灰口铸铁件一般选用50100℃/为宜,但是当铸件非常复杂,铸件内应力很大的情况下,笔者建议,这时的加热速度最好不要超过5060℃/.收稿日期:2006.01.23作者简介:黄"(1946-),男,安徽怀宁人,教授;电话:0733-8182185;-:@163.文章编号:1001—3814(2006)09—0099—022加热温度与保温时间一般工厂采用燃煤式反射炉进行消除应力退火处理笔者观察湖南,江西几家铸件正在退火时的情况.发现翻过火墙火焰的温度高达9001000℃,通晚班(约8)连续加烟煤高温保温,仅从消除应力的目的着想.加热温度愈高.保温时间愈长.铸件内应力消除得愈彻底.然而,这样做非旦造成能源极大的浪费.而且致使珠光体分解.即共析渗碳体石墨化,产生铁素体基体,铸件的硬度和强度下降.一般保温时间为36(每20有效厚度保温1较为适宜.其实内应力的消除在开始保温前3(保持温度为530～550℃时)效果最显着,以后逐渐减弱,过长的保温时间.只会加大能源的消耗和降低生产率.现在仍然有工厂.如株洲有两家炉具厂对生产的旋火齿轮盘.依旧采取最原始的消除应力方法:在室外(室温下),放置几个月甚至更长的时间.这种方法不但耗时长.而且最多也只能消除应力的0%.所以用户经常报怨旋火齿轮盘非常易于开裂.就毫不奇怪了.有报道.即便人为地在105℃.保温4.也只能消除残余应力的17%.3退火后的冷却速度去内应力退火保温时间无论多长,一旦保温后的冷却速度过大.开炉取出的温度过高,由于铸件冷却时内外温度不均,新的内应力义会产生,所以必须缓慢冷却.尤其当铸件壁厚有急剧过渡变化时.然而,笔者观察到几家工厂,有的因急于交货.有的急于要将新的铸件装炉,在炉内温度高达400℃以上.就炉空冷.在如此高的温度快速空冷.新的残余应力必然产生.从图可以看出冷却《热加工工艺》2006年第35卷第9期:]霹_堡:篁垄速度对消除应力的影响.因此对于一般的铸件退火保温后的冷却速度以3060℃/为宜.形状复杂的还应该减慢到1030℃/,而且必须在炉温控制在200℃以下,最好在50℃时出炉空冷.若燃料炉内温度不均匀或铸件内外温度相差过大时,可以在250℃附近再保温1为佳.倒篮涩3513冷却速度/℃?.,图1冷却速度与消除应力的关系4不同材质采用不同工艺严格地讲,材质不同,化学成分不同,是否添加合金元素,退火温度范围在430～650℃内波动,保温温度差异可达1-6.然而有的工厂一概采取同一种退火丁艺,这不但造成能源不必要的损耗,而且导致铸件质量下降.如,湖南某厂曾在生产电机机座时,为了追求交货期,竞在铸件处在红彤彤状态下落砂并喷水,铸件内部必然产生很大的内应力,表面也会产生大量自由渗碳体,尽管采用了低温消除应力退火工艺,然而机座机械加工困难,不少产生了开裂.为了减少损失,笔者不得不对机座采取高温石墨化退火来取代传统的低温石墨化退火艺,以便充分消除内应力.消除表面自由渗碳体,以利切削加工.普通灰口铸铁最佳退火温度为530-550℃,一旦超过570℃,力学性能急剧变差.低合金退火温度可提高到600℃,而高-.合金铸铁退火温度可进一步提高到650℃.综上所述,为了消除铸件残余内应力,保证产品质量,有利能源节省,灰口铸铁适宜的消除内应力的低温退火工艺如图2所示保蕊时司/图2灰口铸铁低温退火工艺实线为一般灰铁件去应力退火工艺.加热速度为50～100℃/13,保温后的冷却速度为30--60℃:虚线为复杂灰铁件去应力退火工艺,加热速度为50～60/,冷却速度1030/.田(上接第98页)的水量值,再根据中间包钢水过热度确定水量修正值一,最后以反馈的铸坯温度的偏差确定实际配水量.连铸--次冷却水系统以计算机代替常规调节仪表后有效地控制了二次冷却水量.3.2优化和改进炼钢工艺(1)合适的脱氧剂和脱氧工艺.安龙采用了.,..等新型复合脱氧剂,代替以前的单纯碳化硅脱氧方式.这些新型复合脱氧剂由于其氧化物能与渣中的1:,,等形成低熔点的液态夹杂物,对促进夹杂物的变形处理和上浮的效果十分明显(2)控制好挡渣出钢,当出钢量到1/2.3/4时,将挡渣球翻入熔池,防止渣子进入钢包.到精炼炉进行扒渣处理,减少钢水表面氧化渣量.