许亮++张立秋

[摘 要]采用金属型板和镁橄榄石碱性涂料造型工艺和先预脱氧再加锰铁，后终脱氧熔炼工艺，以及常规和直接水韧处理的高锰钢球磨机衬板的生产工艺，有效的提高产品的尺寸精度、表面质量、内在品质，生产出高品质的球磨机衬板铸件。

[关键词]高锰钢；熔炼；水韧处理

中图分类号：TD453 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）06-0358-01

3.熔炼和浇筑

3.1熔炼工艺

采用GW-1-500J中频感应炉熔炼，重视钢液的覆盖和保护。在炉料装炉时，首先在炉底装一层石灰，石灰质量约为装炉金属料质量的1%，随着融化的进行，熔融金属的出现、上升，炉渣自始至终覆盖着钢液的表面。炉渣起到保护钢液防止吸气、氧气，并能收集夹杂物，保温节能的作用。随着融化的进行，可补加适量的石灰，渣量以能全面覆盖钢液为宜，并适量添加一些氟石。石灰与氟石质量比约为（4～5）：1，以便于降低炉渣熔点，调节炉渣粘度，便于扒渣。

预脱氧采用高碳锰铁，采用碳的氧化强化预脱氧，借此使钢液中氧化铁含量降低到较低水平，从而减少夹杂物，处理时钢液温度为1610～1640℃，加入量约为钢液质量的1%，收得率为90%。此时加入充分预热（750℃以上），块度约为50～100mm的锰铁。每批加入后应充分搅拌，防止冻结、沉淀，每批基本熔清后再加下一批。这种加入次序们贴收得率为90%，两者相差5%。将Mn/C控制在≥9.5以上。

终脱氧在化学成分调整后，一般采用铝，用量约为钢液总质量的0.1%，考虑到沉淀氧化的彻底性逊于扩散氧化，用量可以调整至钢液总质量的0.2%。以提高钢液中铝的残余量（>0.08%），使高熔点的AL-P化合物在晶粒内析出，从而消除三元磷共晶等磷的不利存在形式。

3.2 浇筑工艺

钢液出炉后一般要静置，静置有利于钢液中气体和夹杂物的上浮，改进冶金品质和调节浇筑温度。高锰钢ZGMn13-1液相线温度1400℃，浇筑温度应控制在1340～1380℃。

以上浇筑温度铸件冒口结膜时间为0～5s，根据这一规则进一步确定不同温度出炉后钢液的静置等温度时间，见表2

4.铸件清理

铸件浇筑后冷却过程要及时松箱，按1min/5mm壁厚时间计算进行，笔者所生产的高锰钢衬板铸件一般在浇筑后半小时左右松箱，保证型砂良好的退让性，确保铸件安全收缩。

掌握铸件温度约在>400℃是开箱，且不要将铸件放在吹过堂风处。开箱后及时（铸件温度>400℃）用乙炔枪热割浇冒口，切割时注意不要让钢液溅到铸件上。然后在铸件进窑加热前打磨飞边、毛刺及撞开销孔薄膜，若过厚做好用砂轮机切割。这是由于ZGMn13-1导热率低、热膨胀系数大，容易产生裂纹。如果热处理后切割浇冒口等，则容易使ZGMn13-1在250～800℃内碳化物重新析出到晶界上，产生脆性。

5.铸件水韧处理

5.1常规水韧处理

衬板属于厚大件（t>75mm），热处理时从常温加热到600℃的温度区间内，必须将加热速度控制在30～50℃/h，待温度加热到600℃以上，就爱热温度可提高到100～150℃/h直到水淬温度1050～1080℃为止，保温4小时，保证钢中的碳化物充分溶解在奥氏体中，并通过扩散而均匀化，降低碳化物再析出的可能性。

5.2直接水韧处理

如果零件为急件，为保证工期及交货时间么可以采用直接水韧处理工艺。笔者尝试二等直接水韧处理工艺是把浇注的铸件在约1050～1080℃左右的温度时开箱直接水淬，一次完成工件水韧处理和水爆清砂工作。

6.结论

（1）采用金属型板造型和碱性涂料，并严格控制其他铸造工艺，可以显著提高高锰钢衬板的尺寸精度和表面质量

（2）利用石灰和萤石对熔炼炉进行保护，先用高碳锰铁预脱氧，再加合金化锰铁和加铝终脱氧的熔炼工艺，可以提高合金锰铁的收得率，提高高锰钢的冶金品质。

（3）对高锰钢衬板可采用常规和直接水韧处理两种方案，均可得到合格的铸件。

参考文献

[1] 王荣滨，海燕.高锰钢破碎机齿板淬裂分析与强韧化处理[J].矿山机械，2002（1）：10-12.