过共晶高铬铸铁的应用进展
过共晶高铬铸铁硬度高,韧性差,材料收缩大。凝固时容易因壁厚不均而开裂,造成铸造困难。热处理过程中,由于渣浆泵部件复杂,冷却过程中热应力不可避免,也容易导致材料的开裂。从两个方面改善材料的性能,提高成品率。
1.铸造技术
过共晶高铬铸铁的铸造性能明显不理想,而且由于材料硬度过高,无法实现钻孔,需要在攻丝螺纹处放置预埋件。由于埋件材料(45钢)和过共晶高铬铸铁的收缩率不同,浇注时埋件周围的冷却速度不同,增加了局部应力,进一步增加了铸造难度。
一般来说,提高材料的韧性可以通过改善碳化物的形态分布和细化晶粒来实现。
(1)控制浇注温度和浇注速度过共晶高铬铸铁对温度比较敏感。浇注温度过高,铸件晶粒粗大,碳化物聚集成团,大大降低了材料的韧性。渣浆泵的结构比较复杂,而且还会导致热点的出现,导致铸件内应力变大和裂纹。因此,须在尽可能低的温度下严格控制过共晶高铬铸铁的浇注温度和浇注速度,以获得细小的组织。
(2)合理放置冷铁是加快局部热点冷却速度,实现铸件均匀凝固的必要条件。合理放置冷铁可以消除铸件缩孔造成的缺陷,提高过共晶高铬铸铁的质量和成品率。
(3)加入净化剂和改性剂。首先,过共晶高铬铸铁须严格控制材料成分,降低铁水中的S、P含量,这就要求严格控制原料质量。处理铁水要加净化剂,去除气体,减少有害元素和杂质的影响。另外,为了提高过共晶高铬铸铁的韧性,细化晶粒,炉前铁水应加入变质剂进行变质处理,促进形核。
(4)过共晶高铬铸铁凝固在冒口的收缩率较大,体积收缩率约为2.5%。因为浇注温度低,如何放置冒口也很关键。为了补偿缩松,降低铸件在冷却时冒口直径内的收缩应力,采用了小直径加热冒口。这种工艺调整改善了过共晶高铬铸铁在冒口位置收缩不足和应力集中的缺陷。
除了铸造工艺外,热处理工艺也很重要,通过低温去应力处理和控制淬火冷却速度可以进一步提高材料的性能。
2.工业生产的现状
通过合理细致的工艺流程,过共晶高铬铸铁可以用于生产。目前,成分(质量分数)为1.5m%~5%C、25%~40%Cr、0.2%~1%Ni、2%~5%Mo的过共晶高铬铸铁已成功地制成ZJ—和ZJ。年8月,在安徽某矿业公司使用。平均使用寿命可达小时以上,使用记录为小时。而BTMCr26制造的渣浆泵在相同泵位下的使用寿命不到小时,相差一倍多。