感应电渣离心浇铸技术的应用

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1、感应电渣离心浇铸技术的应用?42?@餐院t铺矗，电看之叮特殊钢第16卷第5期1刖g感应电渣离心浇铸技术的应用堡傅杰王玉刚(北京科技大学，北京100083)竺TF-7^9Im,g(北京汽车钢厂)ApplicationofCentrifugalElectroslaglnductionCastingTechnologyXuWeiguo,FuJieandWangYugang(UniversityofScienceandTechnologytBeillgtOOO83)ZhaoGuomingandZhangZhenlin(Bei-ingAutomob

2、ileWheelPlant)随着现代工业韵发展，冶金，机械制造，电站和石油化工等许多部门对高质量韵异形空心件毛坯的需求量愈來愈太采用尺寸和形状都接近于使用产品的金属毛坯，对于简化加工工序，大幅度提高材料的利用率,从而降低材料的使用成本具有十分重要的意义电渣离心浇铸技术是80年代初期发展起来的，该技术有机地结合了电渣冶金和离心浇铸两种方法的优点.金属毛坯化学成分稳定，表面质量好，毛坯内部结构致密经过适当的热处理后，使用性能可以达到甚至超过锻造的金属毛坯n]・在消化和吸收这项技术的基础上，北京科技大学电冶金教研室针对我国大多数铸造企业都有感应

3、炉这一特点，提出在我国发展感应电渣离心浇铸技术，并且在汽车车轮成型行业成功地利用了这一新技术生产该行业所需要的异形申空毛坯，取得了良好的经济效益.2问题的提出北京汽车钢总厂是汽车车轮的专业生产厂家,年生产汽车钢60万只•该厂生产轮刪的模具是采用锻造的金属毛坯,金属材料的利用率低从图1所示的成品形状和尺寸以及锻造毛坯的尺寸可以看出，机加工量非常大，造成了材料和人工的浪费.为了提高材料的利用率，降低成本和能耗，北京科技大学电冶金教研室与北京汽车钢圈总厂进行合作，研究开发了利用感应电渣离心浇铸技术生产L3钢汽车车轮成型模具毛坯的新工艺3感应电渣

4、离心浇铸原理及毛坯的组织和性能3.1感应电渣离心浇铸原理感应电渣离心浇铸方法的原理是利用电渣感应炉准备好液态熔渣和钢液，待温度和成分调整合适后，将熔渣和钢液一同浇入旋转的铸模内（先浇渣后渣金同浇）;或用感应炉准备钢液，用化渣炉准备熔渣，先将熔渣浇入钢包，然后钢液和熔渣在钢包内混冲，用石墨电极在钢包内加热熔渣,等熔渣温度达到要求后，将熔渣和鋼液…同浇入旋转的铸模内（先浇渣后渣金同浇），钢液凝固后即可形成所要求形状和尺寸的金属毛坯.感应电渣离心浇铸不同于普通的离心铸造，其特点在于熔渣的特殊作用•由于熔渣的存在，金属和熔渣凝固后具有层状结构•因

5、为先进入铸模内的熔渣在铸模内壁上形成一层薄渣皮,其厚度约为0.5~1.5ram,这层渣皮起到了涂料的作用，防止了钢液和铸模粘连｝同时，由于熔渣和钢液之间存在着较大的密度差，在离心力的作用下，熔渣被排挤到铸件的内表面（自由表面）形成厚的热保护渣层，正是这层热保护渣层减缓了金属铸件自由表面的散热，有利于得到顺序凝固结构，同时还防止了自由表面的高温钢液被空气氧化•凝固后的层状结构如图2所示•感应电渣离心浇铸方法特殊钢?43?图1轮蜩成型模具金属毛坯/成品模具lb一锻造金属毛坯;C一电渣离心浇培毛坯Fg.lBlankoffor皿illgdieLI

6、Iufaci^gwhla一FormingdicIbForgedblank;3Centrifugalelectroslhlductioncastingdieblank得到的铸件内外表面都比较光滑,内部结构比较致密，无缩孔,裂纹和夹渣等缺陷.图2感应电渣离心浇铸毛坯凝固的层状结构Fig^Stxatifledet^ceofcentrifugalelectroJaginductioncastingdieblankduringsolidification3.2低倍组织和氧化物夹杂L3钢感应电渣离心浇铸毛坯试样的低倍组织检验结果表明，在毛坯的整个断面

7、上投有缩孔，气孔，裂纹等缺陷，试样各部位组织致密.电渣离心浇铸毛坯中心存在的夹杂物主要是氧化物，硫化物和氮化物•对成分类似于轴承钢的L3钢来说，构成危害的主要是氧化物采用锻态高碳珞轴承钢的评级标准YB(T)1-8O,以视场内氧化物夹杂的点数来衡量，氧化物夹杂评级为2.5级，与相同钢种的电渣重熔毛坯相比，夹杂物的含量较高•进一步做氧化物的图象分析,结果表明，所有的氧化物夹杂，其尺寸均在6m以下(图3).Sizeofoxideinclusion.^m图3氧化物夹杂的面密度分布Fig.3DistributloR0foxideirtelus〜.o

8、Rsizeincastingdieblank1【】・u0uI[x(1J・}1,,?44?1998年第5朔电渣离心浇婷金属中氧化物数量多，但足寸较小，且均匀分布，这是由离心力场中央杂物的上浮条