一种串联浇注高锰钢铸件余热水韧处理方法及其处理装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于金属铸造、热处理技术领域，尤其涉及一种高锰钢铸件的热处理方法，还涉及一种该方法的处理装置。
【背景技术】
[0002]高锰钢铸件经余热水韧处理后，耐磨性能会增强，但余热水韧处理质量将直接影响高锰钢铸件的使用寿命。由于单件高锰钢铸件余热水韧处理需加热保温等工序，因而生产周期长，生产成本高，因此目前高锰钢铸件采用多件串联浇注余热水韧处理，将铸件加热到1000°C~1100°C，保温后水冷，使溶解于奥氏体中碳化物来不及析出，得到单一奥氏体组织，使得铸件的耐磨性能大大增强。存在的问题是由于余热水韧处理时多件高锰钢铸件串联紧靠在一起，尤其是壁厚达到10mm的高锰钢铸件，散热条件差且散热很不均匀，在余热水韧处理时高锰钢铸件容易产生裂纹缺陷，铸件废品率高，工作效率低，增加生产成本；同时无法获得单一的奥氏体组织，高锰钢铸件无法满足使用性能要求，高锰钢铸件的使用寿命大打折扣。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种串联浇注高锰钢铸件余热水韧处理方法，高锰钢铸件得到单一奥氏体组织，减少裂纹缺陷，降低生产成本，提高生产效率。
[0004]一种串联浇注高锰钢铸件余热水韧处理方法，按以下步骤具体进行:
步骤SlOl钢水熔炼时，碳含量控制在0.9%?1.0%之间，从而减少在凝固过程中碳化物的析出；
步骤S102钢水出钢后，向钢包中加入一定量的粒度在8?20mm左右的钛合金，增加结晶晶核，以细化铸态组织晶粒；
步骤S103 将余热水韧处理水池放满水，且保持循环进水，水温在铸件入水前不大于30°C，铸件入水后温度不大于60°C，以保证获得单一的奥氏体组织；
步骤S104 浇注温度为1420°C ~1450°C，浇注后保温2.0?3.0h,行车将串联的高锰钢铸件连同砂芯一起吊起浸入余热水韧处理水池中，使得水没过砂芯上端面；
步骤S105 起吊设备往复移动高锰钢铸件并搅动水池，移动速度为0.4m/s?0.6m/s左右，保持池中水温均匀，从而铸件各部位冷却速度也较均匀，高锰钢铸件在池中冷却
0.5h?lh，将其吊出水池，完成余热水韧处理。
[0005]进一步的，所述步骤S102中钛合金的加入量为0.05%?0.15%。
[0006]进一步的，所述步骤S105中起吊设备为行车、悬臂吊或者移动小车。
[0007]本发明还提供一种适用上述串联浇注高锰钢铸件余热水韧处理方法的装置，包括余热水韧处理水池、温度传感器、电控装置和循环水泵，在所述水池的池壁四周及池底均设温度传感器，温度传感器与电控装置电气连接；在温度传感器的旁边开设进水孔，进水管一端连接进水孔，另一端连接循环水泵，循环水泵与电控装置电气连接，经过处理的清水通过温度传感器及电控装置的控制，实现对水池中水温的精确均匀调节。
[0008]进一步的，在所述的进水孔上设引流帽，池底的集水帽上环设与池底面呈45°的喷射孔，清水由底部斜向上喷射而出，充分地扰动池底的水；池壁的集水帽沿中心轴线开设喇叭状喷射孔，横向地加快铸件表面的热交换，保证铸件各个部分冷却趋于一致。
[0009]与现有技术相比，优点是该水韧处理方法的步骤衔接有序，保证串联浇注高锰钢铸件在余热水韧处理后得到单一奥氏体组织，满足了高锰钢铸件的使用性能要求，并且在余热水韧处理过程中铸件不开裂，而且相比常规余热水韧处理方法，降低了工艺复杂性、提高了生产效率，降低了生产成本。
【附图说明】
[0010]下面结合附图对本发明进一步说明。
[0011]图1是本发明十块串联浇注高锰钢衬板铸件余热水韧处理装置的结构示意图。
[0012]图中:1-水池、2-集水帽、3-温度传感器、4-铸件。
【具体实施方式】
[0013]下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
[0014]本实施例为了说明本发明的余热水韧处理方法，以10mm厚的串联浇注的高锰钢衬板铸件为例详细阐述本发明方法的实践应用。十块高锰钢衬板铸件串联浇注工艺方案如图1所示。
[0015]该高锰钢衬板铸件的具体参数如下:
铸件材质:ZGMn 13-4
铸件最大外形尺寸:915mmX800mm 铸件壁厚:100mm 铸件毛坯重量:570kg
该串联浇注的高锰钢铸件余热余热水韧处理的技术方案的具体实施步骤如下:
步骤SlOl钢水熔炼时，碳含量控制在0.9%?1.0%之间，从而减少在凝固过程中碳化物的析出；
步骤S102钢水出钢后，向钢包中加入一定量的粒度在15_左右的钛合金，钛合金的加入量为0.10%ο增加结晶晶核，以细化铸态组织晶粒；
步骤S103 将余热水韧处理水池放满水，且保持循环进水，水温在铸件入水前不大于30°C，铸件入水后温度不大于60°C，以保证获得单一的奥氏体组织；
步骤S104 浇注温度为1420°C ~1450°C，浇注后保温2.5h，行车将串联的高锰钢铸件连同砂芯一起吊起浸入余热水韧处理水池中，使得水没过砂芯上端面；
步骤S105 选用行车、悬臂吊或者移动小车作为起吊设备，起吊设备往复移动高锰钢铸件并搅动水池，移动速度大约在0.5m/s左右，保持池中水温均匀，从而铸件各部位冷却速度也较均匀，高锰钢铸件在池中冷却0.5h?lh，将其吊出水池，完成余热水韧处理。
[0016]本发明还提供一种适用串联浇注高锰钢铸件余热水韧处理方法的装置，包括余热水韧处理水池1、温度传感器3、电控装置(图中未标出)和循环水泵(图中未标出)，在所述水池的池壁四周及池底均设温度传感器，温度传感器与电控装置电气连接；在温度传感器的旁边开设进水孔，进水管一端连接进水孔，另一端连接循环水泵，循环水泵与电控装置电气连接，经过处理的清水通过温度传感器及电控装置的控制，实现对水池中水温的精确均匀调节。
[0017]在所述的进水孔上设引流帽2，池底的集水帽上环设与池底面呈45°的喷射孔，清水由底部斜向上喷射而出，充分地扰动池底的水；池壁的集水帽沿中心轴线开设喇叭状喷射孔，横向地加快铸件4表面的热交换，保证铸件各个部分冷却趋于一致。
【主权项】
1.一种串联浇注高锰钢铸件余热水韧处理方法，其特征在于按以下步骤具体进行: 步骤SlOl钢水熔炼时，碳含量控制在0.9%?1.0%之间，从而减少在凝固过程中碳化物的析出； 步骤S102钢水出钢后，向钢包中加入一定量的粒度在8?20mm左右的钛合金，增加结晶晶核，以细化铸态组织晶粒； 步骤S103 将余热水韧处理水池放满水，且保持循环进水，水温在铸件入水前不大于30°C，铸件入水后温度不大于60°C，以保证获得单一的奥氏体组织； 步骤S104 浇注温度为1420°C ~1450°C，浇注后保温2.0?3.0h,行车将串联的高锰钢铸件连同砂芯一起吊起浸入余热水韧处理水池中，使得水没过砂芯上端面； 步骤S105 起吊设备往复移动高锰钢铸件并搅动水池，移动速度为0.4m/s?0.6m/s左右，保持池中水温均匀，从而铸件各部位冷却速度也较均匀，高锰钢铸件在池中冷却0.5h?lh，将其吊出水池，完成余热水韧处理。2.根据权利要求1所述的串联浇注高锰钢铸件余热水韧处理方法，其特征在于所述步骤S102中钛合金的加入量为0.05%?0.15%。3.根据权利要求1所述的串联浇注高锰钢铸件余热水韧处理方法，其特征在于所述步骤S105中起吊设备为行车、悬臂吊或者移动小车。4.一种适用如权利要求1至3中任一项所述方法的装置，其特征在于包括余热水韧处理水池(1)、温度传感器(3)、电控装置和循环水泵，在所述水池的池壁四周及池底均设温度传感器，温度传感器与电控装置电气连接；在温度传感器的旁边开设进水孔，进水管一端连接进水孔，另一端连接循环水泵，循环水泵与电控装置电气连接。5.根据权利要求4所述的串联浇注高锰钢铸件余热水韧处理方法，其特征在于在所述的进水孔上设引流帽(2)，池底的集水帽上环设与池底面呈45°的喷射孔；池壁的集水帽沿中心轴线开设喇叭状喷射孔。
【专利摘要】本发明公开了一种串联浇注高锰钢铸件余热水韧处理方法及其处理装置，属于金属铸造、热处理技术领域。该方法包括优点是该水韧处理方法的步骤衔接有序，保证串联浇注高锰钢铸件在余热水韧处理后得到单一奥氏体组织，满足了高锰钢铸件的使用性能要求，并且在余热水韧处理过程中铸件不开裂，而且相比常规余热水韧处理方法，降低了工艺复杂性、提高了生产效率，降低了生产成本。
【IPC分类】C21C7/00, C21D6/00
【公开号】CN104894350
【申请号】CN201510291186
【发明人】边敦亭, 胡黎辉, 沈自赴, 齐向阳, 刘飞
【申请人】马钢(集团)控股有限公司, 马鞍山钢铁股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月1日