高锰钢铸件的生产工艺

1、铸型工艺（自硬砂）传统工艺

1）砂工艺

高锰钢液呈碱性，用石英砂生产易粘砂，要采取相应措施解决。

(1)水玻璃石英砂：石英砂：40/70目l00；水玻璃5％-7；膨润土4-5；碳酸钠0.2-0.4。

(2)柴油：2.0％（提高砂的流动性，防止粘砂）。采用二氧化碳或液化气烘干硬化；刷镁砂粉快干涂料，防止高锰钢粘砂。

(3)镁橄榄砂：镁橄榄石耐火度1910℃，莫氏硬度6-7级，镁橄榄砂膨胀系数比石英砂小，且均匀膨胀，无相变，不含游离SiO2，不与Fe、Mn的氧化物反应，镁橄榄砂有较强的抗金属氧化物的侵蚀能力，镁橄榄砂是高锰钢理想的面砂。

(4)石灰石砂：石灰石砂1970年问世，也叫70砂，优点是馈散性好，落砂清理容易，铸件表面光洁，消除职业性矽肺病；缺点是发气量大，型砂强度低。因此要求造型和制芯作到“硬、光、通、净”四原则，即：①砂型、芯应紧实，用A型表面硬度计测定，硬度值大于50：②造型时要修光刮平，使边角情晰；③多开出气道，并要贯穿畅通；④铸型要硬化良好，如有松、掉砂必.须报废；⑤铸型浇注合箱前，型腔要光洁干净。

(5)对于中小型壁厚小于40mm的薄壁件，也可采用粘土砂。

(6)有的中小型工厂仅采用2％～3％的水玻璃砂，用二氧化碳气硬化，背砂用4号河砂，生产200公斤以下的破碎机颚板，也不粘砂。

1）涂料的配制

(1)快干涂料：先将松香溶于无水酒精中，形成松香酒精溶液，再将镁砂粉陶土混入，建议用200～320目细镁砂粉。

(2)水基镁砂涂料：将镁砂粉、陶土按比例配好，在混砂机中干混10分钟，加水柏油混4小时20分钟，再分批加入清水混碾1小时30分钟，碾成膏状，装入铁桶内加少量清水复盖，如室温超过24度，涂料超过24小时，易发生水化，将重新回混碾3小时。

2、高锰钢铸件（传统铸造）浇注系统的设计

（1）高锰钢线收缩率：小件2.4～3.2，大件2.0～2.5。在砂型铸造条件下一般铸造线收缩率(缩尺)选择2.5～2.7，不同铸件不同部位不同方向线收缩率不同。高锰钢体收缩高于任何钢种，约高于碳钢30，浇冒口设计要以重视。

（2）冒口设计要求：①要有足够的金属液补缩；②冒口中的金属液要晚于铸件凝固；③冒口补缩通道要通畅。

（3）易割冒口：在冒口颈处放置由耐火材料或水玻璃砂经过二氧化碳硬化的易割片，可以购买也可自制。

（4）保温冒口：为了提高补缩效率应该广泛采用保温冒口。

（5）无冒口铸造：适于壁厚均匀的非厚大型铸件，无热节的铸件，如磨机衬板，小型颚式破碎机颚板等，但要加大横浇口，内浇口数量要多，形状扁平，多开排气孔。

（6）冷铁：①不用内冷铁，但是广泛使用外冷铁，与冒口配合使用可以得到致密铸件；②在铸件内圆角处放成型外冷铁，可以消除由于补缩不良造成的裂纹；③由于高锰钢导热性差，应该采用覆砂外冷铁，避免浇注后由于铸型内严重的温度梯度差产生柱状晶，冷铁使用不当，浇注温度高时，甚至会穿晶；④外冷铁厚度一般为铸件壁厚的0.6～0.8倍。

（7）浇注系统

浇注系统的设计与计算以浇包的类型为依据。用塞杆包底浇钢液洁净，对浇注系统无挡渣要求，浇注系统设计成开放式，使钢液平稳浇入铸型；用转包浇注，浇注系统要有挡渣能力，设计成半封闭式或封闭式，小于200kg用转包浇注，大于200kg用底浇式，浇注系统按半封闭式设计：ΣF直∶ΣF横∶ΣF内=1 ∶(0.8～0.9)∶(1.1～1.2)。横浇道为阻流面，内浇口大于横浇口，保证钢液平稳浇注。

3、出钢和浇注温度

(1)钢液要有一定的过热度，以保证成分均匀及消除遗传性，过热度高结晶时过冷度大，使晶粒细化，但过高促进钢液吸气、氧化等缺陷。

(2)浇注温度既影响晶粒粗细、又影响晶粒形态，浇注温度高晶粒粗，冲击韧性低；浇注温度降低等轴晶区比例增加，柱状晶区比例减小。铸件主体壁厚越大浇注温度应该越低。有公式为：T=1485-0.3δ，T-浇注温度(℃)，δ-铸件主体壁厚(mm)。由于铸件厚度不均匀，后浇注温度确定要根据经验积累。