發熱保溫冒口在合金耐磨板真空澆注中的應用

  因合金耐磨板成本高昂,使合金耐磨板在澆注后的縮孔和成材率倍受廣大生產廠家的關注。統計表明,在鑄件生產中,采用普通冒口,鑄件在凝固后的縮孔體積僅占冒口體積的10%~14%,真正用于補縮鑄件的只占6%~10%;采用保溫冒口,則可將冒口的補縮效率提高到20%~25%;而集保溫與發熱于一體的發熱保溫冒口,可將冒口的補縮效率提高至45%。與普通鑄件生產不同,在合金耐磨板工業熔煉生產中,大多數生產廠家都在使用普通保溫冒口進行澆注,縮孔較大和成材率不高的問題普遍存在。因此,科研人員借鑒鑄件的生產思路,設計制作了一種集發熱與保溫一體的發熱保溫冒口,并將其應用于VIDP型4.5t真空感應熔煉爐澆注合金耐磨板的生產中。

  發熱(re)保溫冒(mao)(mao)口(kou)的熱(re)量來源(yuan)主要是通過鋁(lv)粉(fen)的氧化過程(cheng)(典型的是鋁(lv)熱(re)反應(ying))來實(shi)現的,經過效果(guo)對比和成本分析,最終(zhong)確定發熱(re)保溫冒(mao)(mao)口(kou)成分為(w%):煤粉(fen)灰10~20,鋁(lv)粉(fen)35~50,助燃劑2~10,樹脂8~17,剛(gang)玉粉(fen)20~30,纖維粉(fen)7~15,檸檬酸0~1。實(shi)驗中(zhong)使用(yong)內腔(qiang)(qiang)尺寸(cun)為Φ360mm×2800mm的哈呋鑄鐵模,根據與其配套的鑄鐵冒(mao)(mao)口(kou)套內腔(qiang)(qiang)尺寸(cun)Φ380mm×300mm。

  在不影(ying)響(xiang)澆注的(de)(de)(de)前提下,對此發熱保(bao)溫冒(mao)(mao)口(kou)(kou)選用了上(shang)(shang)小(xiao)下大的(de)(de)(de)設(she)計,內(nei)壁縱向錐度為4°,減小(xiao)冒(mao)(mao)口(kou)(kou)處鋼(gang)(gang)(gang)液(ye)(ye)(ye)液(ye)(ye)(ye)面散熱面積,有(you)助于(yu)延長冒(mao)(mao)口(kou)(kou)處鋼(gang)(gang)(gang)液(ye)(ye)(ye)的(de)(de)(de)凝(ning)固時(shi)間(jian);還有(you)利于(yu)減小(xiao)鋼(gang)(gang)(gang)液(ye)(ye)(ye)在冒(mao)(mao)口(kou)(kou)內(nei)壁上(shang)(shang)的(de)(de)(de)粘附力(li),使冒(mao)(mao)口(kou)(kou)處的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)液(ye)(ye)(ye)由于(yu)重力(li)作用更易于(yu)往下移動(dong)和(he)補縮;也(ye)有(you)利于(yu)提高脫(tuo)模效率。此冒(mao)(mao)口(kou)(kou)采取整體增大壁厚的(de)(de)(de)設(she)計,是為保(bao)證(zheng)此發熱保(bao)溫冒(mao)(mao)口(kou)(kou)與鋼(gang)(gang)(gang)液(ye)(ye)(ye)接觸(chu)時(shi)發熱更充分,保(bao)溫更持(chi)久,以延長鋼(gang)(gang)(gang)液(ye)(ye)(ye)補縮時(shi)間(jian);同時(shi)隨著冒(mao)(mao)口(kou)(kou)處鋼(gang)(gang)(gang)液(ye)(ye)(ye)液(ye)(ye)(ye)態時(shi)間(jian)的(de)(de)(de)延長,有(you)助于(yu)鋼(gang)(gang)(gang)液(ye)(ye)(ye)中夾(jia)雜物的(de)(de)(de)上(shang)(shang)浮,在一定程度上(shang)(shang)可以起(qi)到凈化鋼(gang)(gang)(gang)液(ye)(ye)(ye)的(de)(de)(de)作用。

  實驗(yan)冶(ye)煉合金耐(nai)磨板為(wei)Incoloy825、Inconel625和Inconel718各一爐(lu)(lu)。根據(ju)投爐(lu)(lu)量和冒口切除的(de)重量,不計(ji)正常熔煉損(sun)耗,3爐(lu)(lu)合金耐(nai)磨板的(de)真空錠成材(cai)率(lv)分別為(wei)96.1%、95.9%和95.0%。試驗(yan)結果表(biao)明:

  (1)新制作的發熱保溫冒口,成品率高,質量好,機械化程度較高,省時省力。
  (2)應用新制作的發熱保溫冒口,有利于增加冒口處合金液凝固時間,改善補縮情況,合金錠一次縮孔由深V型變為U型;二次縮孔體積大幅減小,且位置上移明顯。
  (3)在真空(kong)感(gan)應(ying)熔煉爐(lu)澆注合金耐磨板,使用(yong)發(fa)熱保溫冒口,能顯著提高真空(kong)錠成材率,提高幅度達到2%~3%,降本增(zeng)效(xiao)明顯。