高锰钢与超高锰钢铸件生产技术要点

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高锰钢与超高锰钢铸件生产技术要点

经验交流　

《铸造技术》12/2005

图2　采用覆盖剂保护熔炼浇注的镁合金试样

Fig.2　Magnesium alloy specimen with covering agent

protecting during melting

图3　试样的SEM 断口形貌

Fig.3　Fractography of the specimen

平面应变条件下做低能量撕裂的断口,说明材料有较好的塑性。在该合金试样的断口上未发现明显的气缩孔,说明该合金试样较为致密。浇注成功与新模具的浇注方式,补缩与渣流冒口有关。3　室温力学性能

加入Sr 和稀土元素Y 和Nd 后,AM60B 镁合金的屈服强度和抗拉强度均得到改善,屈服强度达到了82.92M Pa ,比AM60B 镁合金提高了32%,断裂强度

为211.20M Pa ,比AM60B 镁合金提高了24%。4　结论

(1)采用覆盖剂保护熔炼,制备了较为致密、合格

的AM60B 及AM60B +(Sr ,Y ,Nd )合金试样。

(2)加入元素Sr 和稀土元素Y 、Nd 后,AM60B

镁合金的屈服强度和抗拉强度均得到改善,试样具有较好的塑性。

参考文献

[1]　B.L.M ordike ,T Ebert.Magnesium Properties 2Applications 2

Potential[J ].Mater.Sci.Eng.,2001,(302):37245.[2]　王渠东,曾小勤,吕宜振,等.高温铸造镁合金的研究与应

用[J ].材料导报,2000(3):21223.

[3]　A Luo.Recent Magnesium Alloy Development for Autom otive

铸钢件生产工艺要求及质量标准

For personal use only in study and research; not for commercial use

铸钢件生产工艺要求及质量标准

一、混砂工艺标准

（一）材料要求：

1、造型砂：符合GB9442-88 、JB435-63细粒砂要求，一般选用二氧化硅含量较高的天然砂或石英砂，原砂粒度根据铸件大小及壁厚确定，原砂的含泥质量分数应小于2%，原砂中的水份必须严格控制，且一般应进行烘干。

2、水玻璃：水玻璃模应根据铸件大小来确定。

（1）小砂型（芯）为加速硬化采用选用M=2.7—3.2的高模数水玻璃。

（2）中型砂型（芯）可选用M=2.3—2.6的水玻璃。

（3）生产周期长的大型砂型（芯）选用M=2.0—2.2的低模数水玻璃。

（二）混制比例（质量分数%）

造型砂/水玻璃=100：6～8

（三）混制时间：一般情况下混制5分钟，室温或水玻璃密度较大时可适当延长混砂时间。

（四）混制后要求：混制好的造型砂要求无块状或团状，流动性较好。

二、造型工艺要点：

（一）基本原则：

1、质量要求高的面或主要加工面应放在下面。

2、大平面应放在下面。

3、薄壁部分应放在下面。

4、厚大部分应放在上面。

5、应尽量减少砂芯的数量。

6、应尽量采用平直的分型面。

（二）基本要求：

1、木模：要求轮廓完整，无裂纹、无破损、无残缺，表面光洁，尺寸符合铸造工艺图纸要求，并经常进行尺寸校验。

2、砂箱：砂箱的尺寸大小应根据木模规格确定，大、中型砂箱应焊接箱筋。

3、浇注系统：根据铸件的结构特点的工艺要求，选择适宜的浇注系统，通常采用顶注式、底注式。

关于高锰钢的若干问题

关于高锰钢的若干问题通常高锰钢含13%Mn，已有百余年历史，至今尚有一些问题在这里讨论一下，可能对读者有所裨益。

1 常用高锰钢

1.1 国内近20年来，由于过去滥用高锰钢，在一些原不该用高锰钢的场合也用了。后来人们用其它材料代替了高锰钢，取得了很大成绩。但这并不是说高锰钢的用途越来越小，不值得重视了。其实不然，高锰钢仍拥有巨大市场，其中绝大多数是Mn13，其次则是含铬的Mn13Cr2。此外，还有加入其它合金元素的高锰钢(见表1)［1］。

表1 高锰钢的典型成分

Tab.1 Typical composition of high manganese steel %

1.2 加入各种合金元素后的力学性能，如图1至图4［1］所示，从中可以看到几

个问题：

(1) 薄断面(25 mm)的性能均优于厚断面(150 mm)，这是由于厚断面中碳的偏析比较严重所致［2］，这也是在对待厚断面高锰钢件时应该十分注意的一个问

题。

(2) 通常高锰钢的σ

只有350 MPa左右，使高锰钢件在服役中易于产生流变，流变使生产操作十分不便，而且甚至会产生严重的后果。加入Cr、Mo、Ni

等元素可以提高σ

b ，但主要的着眼点却在于提高σ

(图1、2)，其中含Cr或Mo

的高锰钢可达σ

s 410 MPa，那种高屈服点的高锰钢σ

可达660 MPa。有人以为

加Cr可以提高耐磨寿命，但实践并未观察到这一现象。

(3) 加Mo可以提高σ

，而不牺牲韧性，这点优于加铬。加Mo可提高铸态

高锰钢的力学性能(δ＞20%，α

(夏氏)＞53 J/cm2），因此有些铸件若不适宜进行热处理，可以采用这种措施。由于Mo与C易于结合，使C在钢中的溶解减慢，推迟碳化物的析出［3］，并指出加入1.0%Mo可基本上消除铸态碳化物，韧性得以提高。Mo的这一特点就赋予高锰钢一些方便之处，也就是在铸造、切割、焊补时不易产生裂纹(指碳低时)。Mo既然能抑制淬火时碳化物的析出，因此适用于厚壁铸件及高碳铸件。经弥散硬化处理的含Mo Mn13可以提高寿命。

整铸高锰钢辙叉生产流程

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高锰钢铸件裂纹的分析与预防

生产技术与经验交流

5铸造技术604/2011

素质的不同,该原则的应用要采取相应的技术措施。现针对高锰钢的熔炼过程和浇注温度的控制提出以下几点看法。2.1 提高熔炼温度

熔炼温度对钢的耐磨性有显著影响,熔炼温度为1480~1500e 时,钢液中夹杂物易于上浮,吸气也不严重;温度过低时,钢液粘度增加,流动性变差,夹杂物难以上浮排除。熔炼温度高还可以保证钢液有足够的镇静时间(可5~8m in)。2.2 良好的脱氧度

生产实践表明,铸件质量好坏,脱氧度是关键因素之一。因为脱氧不良的钢件中M nO 的含量较高,降低钢的强度、塑性、耐寒性、耐磨性和抗热裂的能力。同时氧化严重的钢液流动性也差,极易产生浇不足缺陷。例如钢中加入0.010%~0.013%的MnO,其耐磨性降低50%,热裂报废率提高3倍。通常在熔炼中除用碳粉、硅碳粉等扩散脱氧外,还可在出钢前15min 加入钛铁脱氧,临出炉前插铝终脱氧,钢中铝的残留量允许在0.03%~0.06%范围内,目的是保证钢液脱氧良好。出钢前脱氧良好与否,主要根据钢渣中氧化铁和氧化锰的总量来评定,一般

钢渣中氧化铁的含量[0.5%,氧化铁和氧化锰2者含量总和[1.2%。

2.3 用稀土合金进行变质处理

当包中钢液量达到1/3时,向钢液中加入0.2%~0.3%的稀土合金进行变质处理,这样可以有效减少夹杂物含量,改善夹杂物分布形态,缩小夹杂物尺寸,夹杂物可以得到显著细化。2.4 以人为本,强化生产管理

不断提高职工技术素质,创造出适应低温浇注的生产环境。例如为适应低温浇注,烘烤钢液包和塞座,使其温度在出钢前片刻仍保持在800e 以上;钢液在镇静过程中用火焰烘烤钢包塞座砖,防止塞头与塞座处钢液冷凝;提高天车司机操作熟练程度,使天车运行平稳、快速、准确;砂箱摆放顺序合理,浇注口位置处于天车移动的同一直线上,确保稳、准、快速的进行浇注,为低温浇注创造良好的条件。

高锰钢铸件生产中常见问题与对策

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２００２年第４期
２００２年８月
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ＲＳＡＲＨＳＵＩＳＯＯＵＤＹＥＩＭＥＴＥＥＣＴＤＥＮＦＮＲＱＵＰＮ
・
生产技术・
１１化学粘砂及防止 பைடு நூலகம் １１１形成机理．．
的凝固过程中，枝晶长得粗大，容易长成条状的树很
柱状晶，高锰钢的塑性及冲击韧性急剧下降。使
１２２预防措施．．
１）孕育处理：冶炼时，入一定量的钼、元素加铬
关键词：高锰钢铸件；化物；纹；韧处理碳裂水中图分类号：Ｇ６Ｔ２９文献标识码：Ｂ文章编号：０４— １８２０）４— ０３— ２１０６７（０２ｏ０３０

生产高锰钢的知识梳理

生产高锰钢要知道的知识梳理

1奥氏体耐磨高锰钢的两个重要特性

奥氏体耐磨高锰钢的两个重要特性是优异的加工硬化能力和高的冲击韧性，经强烈冲击变形后，其表层硬度可从HB170-230提高到HB500-800，而硬化层内侧仍保持为高韧性的奥氏体组织。因而不仅具有良好的安全可靠性，而且具有较高的抗冲击磨料磨损的能力。高锰钢在高冲击负荷作用下才能表现出最佳的耐磨性，在此情况下要有良好的冲击韧性。因此被广泛应用于冶金、矿山、建材、电力和铁路等部门所使用的耐磨件上，如挖掘机铲齿、球磨机衬板、锤式破碎机锤头及衬板、拖拉机履带板和铁路道岔等。

2标准型奥氏体高锰钢

标准型奥氏体高锰钢的主要化学成分是碳和锰，经水韧处理后可以获得单一的奥氏体组织。高锰钢中锰的主要作用是稳定奥氏体组织，在钢中扩大Y相区。

钢中含锰量的选择，主要决定于工况条件、铸件的结构尺寸等几个方面的因素。厚壁铸件为保证热处理时不致析出碳化物，一般锰的含量高些。用于强烈冲击条件的高锰钢铸件，含锰量应该高些。

含锰量一定时，适当提高含碳量可以改善耐磨性，但是含碳量超过1.5%时，对耐磨性的影响则不明显。而且提高含碳量在改善高锰钢耐磨性的同时，会明显降低材料的冲击韧性。

高锰钢在高冲击负荷作用下才能表现出最佳的耐磨性，在此情况下要有良好的冲击韧性。因此，为了使高锰钢具有较好的耐磨性和冲击韧性的配合，含碳量不宜过高。M/C=10，可得到较好的强韧性配合。

3高锰钢的不适应性

高锰钢优异的耐磨性是建立在加工硬化的基础上，需要在高应力下才能充分加工硬化，但就耐磨件工作条件而言，高应力工况不足，绝大部分都是在中低应力状态下工作，

针对生产过程中各个环节分析高锰钢铸件裂纹产生的原因

高锰钢铸件是一种重要的材料，广泛应用于许多重要的行业。然而，在生产和使用过程中，高锰钢铸件经常会出现裂纹问题，这会给工业生产和使用带来很大的危害和损失。本文将分析高锰钢铸件裂纹产生的原因，并提出相应的解决方法，以期减少这一问题的出现率。

生产过程中的原因：

一、铸造过程

1.1 模具：模具的设计、制作和使用不合理，会导致铸件的局

部冷却速度不同，进而引发裂纹。同时，模具的尺寸精度和表面质量也会对铸件的质量产生影响。因此，模具设计和制作过程需要严格控制。

1.2 熔炼：熔炼过程中温度、时间、成分等因素的控制不当，

会导致铸件内部组织不均匀、气孔、夹杂物等缺陷增多，使得铸件易发生裂纹。因此，在熔炼过程中需要注意炉温、熔炼时间和金属成分的控制。

1.3 浇注：浇注时铸造温度、浇口设计和浇注时间不合理，会

导致铸件受到强烈的热应力，成功率减低，从而导致裂纹。浇注时要注意铸型尺寸、铸型材料和温度的匹配，以降低热应力。

1.4 冷却：铸件冷却时冷却速率和方法不合理，会导致铸件内

部温度梯度过大，产生拉应力和强度不均，致使裂纹。正确选

择冷却方法、冷却时间和冷却速率，控制温度梯度，能够有效减少铸件的热应力。

二、热处理过程

高锰钢铸件在使用前通常需要进行热处理，如退火、正火、淬火等，以获得更好的性能、组织和硬度。但热处理过程本身也可能成为产生裂纹的原因。

2.1 温度：热处理中温度过高或温度不均匀，会导致铸件内部

产生应力不均，易发生裂纹。

2.2 时长：热处理时间过长或过短，也可能导致铸件内部应力

高锰钢工艺

1．高锰钢有哪几种其性能如何

锰含量约为11％～18％的钢称高锰钢。常用的铸造高锰钢ZMn13的化学成分

为：Mn含量11％～14％，c含量％～％，Si含量％～％，P含量<％，S含量<％。高锰钢是一种耐磨钢，经过水韧处理的高锰钢可以得到较高的塑性和冲击韧

性。所谓水韧处理，就是把钢加热到1000℃～1100℃，保温一段时间，使钢中的碳化物全部溶入奥氏体中，然后迅速冷却，使碳化物来不及从奥氏体中析出，从而保持了单一的均匀的奥氏体组织。经过水韧处理的高锰钢称为高锰奥氏体钢。其力学性能为：σb=980 MPa，σs=392 MPa，HB210，δ=80％，αk= MJ／m2。

高锰钢具有很高的耐磨性，虽然它的硬度只有HB210，但它的屈服点σs较低，只有σb的40％，因此具有较高的塑性和韧性。高锰钢在受到外来压力和冲击载荷时，会产生很大的塑性变形或严重的加工硬化现象，钢被剧烈强化，硬度显著提高，可达HB450～550，因此有了较高的耐磨性。

高锰钢可分为高碳高锰耐磨钢、中碳高锰无磁钢、低碳高锰不锈钢和高锰耐热钢。几种高锰钢的牌号和性能见表5-1。

2．高锰钢有哪些切削加工特点

高锰钢锰含量高达11％～18％，具有较高的塑性和韧性，在切削加工中有以下特点：

(1)加工硬化严重：高锰钢在切削过程中，由于塑性变形大，奥氏体组织转变为细晶粒的马氏体组织，从而产生严重的硬化现象。加工前硬度一般为HB200～220，加工后表面硬度可达HB450～550，硬化层深度～mm，其硬化程度和深度要比45号钢高几倍。严重的加工硬化使切削力增大，加剧了刀具磨损，也容易造成刀具崩刃而损坏。

高锰钢生产工艺

高锰钢是一种含有较高锰量的钢材，具有优异的抗磨性、抗冲击性和耐腐蚀性能，广泛应用于工程领域。以下是高锰钢的生产工艺。

高锰钢的生产工艺主要包括原料准备、熔炼、铸造和热处理四个环节。

首先是原料准备。高锰钢的主要原料包括铁、锰、碳等。其中锰是高锰钢的主要合金元素，可以提高钢材的强度和硬度。碳是一种调节高锰钢的碳量以控制钢材硬度和韧性的重要元素。在原料准备阶段，需要根据高锰钢的要求选用合适的原料，保证原料的质量。

接下来是熔炼。高锰钢的熔炼一般采用冶金炉进行。在熔炼的过程中，首先装入适量的合金和脱碳剂，并加热到一定温度。然后，将精炼剂加入炉中，通过脱氧、脱硫等反应，使钢液中的杂质得到清除。同时，通过加入适量的锰和碳等合金元素，使钢液中的合金元素得以补充。熔炼完毕后，对钢液进行取样分析检测，以确保高锰钢的成分符合要求。

然后是铸造。高锰钢可通过多种铸造方法进行生产，如连铸、浇铸等。其中连铸是一种常用的铸造方法，通过将熔融的高锰钢连续浇注至连铸机中，使其冷却凝固成长条状的铸坯。这样可以保证高锰钢的均匀性和稳定性。在铸造的过程中，需要控制好浇注温度和浇注速度，以确保高锰钢的质量。

最后是热处理。高锰钢的热处理主要包括退火和淬火两个步骤。退火可以消除高锰钢在铸造过程中的应力，改善其物理性能和力学性能。淬火则可以提高高锰钢的硬度和强度，使其具有更好的耐磨性和抗冲击性。在热处理过程中，需要控制好温度和冷却速度，以达到理想的热处理效果。

综上所述，高锰钢的生产工艺包括原料准备、熔炼、铸造和热处理四个环节。每个环节都需要严格控制各项工艺参数，以获得高质量的高锰钢材。

大型超高锰钢主轴整体衬套的铸造工艺

出气。
２
３．熔炼工艺设计
（１）内控化学成分铬是形成碳化物元素，
利于提高抗磨性，取Ｗ＝２．０％。硅严重影响冲击韧
水韧处理操作要点：装炉前，采用保温棉对外圆面覆盖，以防出炉时工件温降过大。水韧处理
点，为保证铸件的表面质量及铸件的垂直度要求，
采用手工砂箱造型、实体模样。（３）收缩率的确定由于超高锰钢含Ｃ、Ｍｎ量较高，为避免缩尺过大，造成铸件尺寸超差，收
图１
缩率定为２．５％。
和处理、浇注过程中与水汽等反应产生析氢，而氢
组织达４级。
节。此外，小端处均匀分布６０条齿形，需铸出。（２）材料特点超高锰钢中Ｃ、Ｍｎ含量高，
由于超高锰钢铸造性能特殊，在砂型铸造过程
中，铸件尤易出现粘砂、裂纹、缩孔等缺陷，使得
主轴整体衬套的质量不易保证，铸造难度极大。针对超高锰钢主轴整体衬套的各技术难点，通
预防针孔缺陷。ＭＷ
属液是保证生产出高质量铸件的前提，因此必须紧

高锰钢铸件生产基本工艺

高锰钢铸件生产基本工艺要求

一，冶炼工艺：

1.熔炼高锰钢必须使用镁砂碱性或中性炉衬。

2.化学成分必须按国家标准GB/T5680-1998规定执行，开始换新料时炉前也必须分析，以后可以只做成品分析，每

天做1-2炉。

成分控制要注意：a,返回料最多不得超过30%。

b,含硅量要控制在0.4-0.6%，最多不宜超过0.8%。

c,C,Mn要严格控制在范围内，同时要控制锰/碳比，Mn/C=10.

d,P的含量也要严格控制，最多不得超规范，含量越低越好。

3.温度：锰钢由于C,Mn含量较高，流动性很好，温度高容易出现柱状晶，致使裂纹出现和耐磨性差，所以要严格

控制出钢温度，一般在1420·C~1480·C，浇注温度一般在1360·C~1420·C。

二，铸造工艺：

1.线收缩：一般在

2.5%~

3.0%。

2.冒口：锰钢体积收缩比碳钢还要大，但其凝固理论是同时凝固，所以一般板状零件都不放冒口，若壁很厚要放冒

口，就要放大，往往冒口/热节=2/1,冒口进口相对要小，使进口结实不易裂纹。

3.浇口：要符合同时凝固的要求，应多道分散，内浇口断口宜狭深小浇口，一般齿板宜单头进入开4~6道，横浇口

宜稍大压在内浇口上。

4型砂：要表面光洁，宜用水玻璃砂，上镁砂（碱性）或中性（铝矾土，棕刚玉等）涂料，表面烘烤。

5.打箱时间：一般薄壁件可在4小时，小齿板宜在4~6小时，较大面积件应在8~12小时，打箱和清砂时不得浇水。

6.清砂：清砂时去除冒口不得用火焰切割，能敲打去除的尽量敲去，确实敲不掉须用火焰切割的应在热处理后再割，

若有冒口的可先切割一部分，留30-40mm,待热处理后再切除。清砂时宜将披缝全部敲掉后再进热处理炉。

高锰钢铸件生产过程中常见缺陷分析及相关预防措施探讨

（3）裂纹原因。①工艺方面：生产铸件涉及复杂性较强的过程，对各环节均须严格控制。若未能恰当开设浇冒口，将对铸件凝固的具体方式和凝固顺序造成不良影响，甚至会导致铸件内部对热应力的诱发，造成铸件开裂[3]。②化学成分：生产实践显示，C元素和P元素超标，会导致对铸件进行水韧处理时发生碎裂。P元素是钢中存在的有害元素，容易在奥氏体晶界形成偏聚，造成晶界结合力出现急剧下降，并使晶界发生脆化。当高锰钢中所含的Mn/C<8时，对之实施常规水韧处理，过量的残留碳化物以及网状碳化物会出现在晶界上，铸件本身的塑性、韧性以及强度均会出现降低，导致钢质变脆[4]。③热处理：高锰钢
前言
各类高锰钢铸件，诸如斗齿、衬板、格子等在实际工况下，多由气缩松脆断导致破坏。对此，在生产高锰钢铸件的过程中，要对常见缺陷进行科学预防和有效消除，促进成品率实现大幅度提高。要严格规范铸造生产涉及的各道工序，并加强对工艺细节的控制，分析常见缺陷的具体原因，并采取有效措施对常见缺陷进行有效预防。
制，有效保障型芯形成顺畅的通气，扎出更多气孔，顺利将气体排出。③出炉的钢液，需要保持一定时间的镇静，促进钢液所含气体的良好上浮。
2.2 粘砂预防措施 ①对金属模板进行采用，并结合标准型砂箱造型，有效保障砂型紧实度，并提升其尺寸精度，面砂应对砂粒较细的型砂进行采用，对砂粒间存在的空隙进行有效减少，孔芯对镁砂砖芯进行采用。②铸型摒弃对白泥涂料的使用，使用碱性镁橄榄石粉涂料，并对涂料实际涂刷厚度进行控制，确保涂刷厚度不超过1mm，并避免形成堆积。 2.3 裂纹预防措施 ①对铸造工艺进行设计，要减小预留的加工余量，将加工余量控制在3到5mm范围内，对较大件的加工余量，要控制在 10mm以内。铸件外形要对负公差进行采用，孔槽要对正公差进行采用，尽量对易割冒口片进行放置，对浇道进行分散放置。 ②浇注完成后，按照1min/5mm壁厚对时间进行计算Βιβλιοθήκη Baidu并及时松箱。③对打箱时间进行严格控制，禁止在风口处放置铸件。对铸件进行搬运，要尽量防止出现碰撞，禁止对铸件进行浇水，避免激冷应力导致铸件发生开裂。开箱后，温度大于400℃的实际情况下，可通过气割热切割对易割冒口片进行处理。④铸件入炉之前，要用锤敲掉毛刺、飞翅和浇冒口系统。若铸件厚度过大，可通过砂轮机对之进行切割，尽量不用气割。对气割进行运用，要确保余量足够，经过水韧处理后，将保留余量埋入水中实施切割。⑤对水韧加热速度以及出炉时间进行严格控制，将常温状态下的铸件加热到600℃，在此过程中，碳化物存在于铸态组织中，钢具有较低的强度和较大的脆性，且缺乏良好的导热性，具有较大的线收缩和内应力，因此，要根据铸件壁厚，并考虑其复杂程度，据此对壁厚进行确定。若铸件壁厚小于25mm，可确定加热速度为70℃/h；对于壁厚在25到50mm 以内的铸件，可确定加热速度为50℃/h；对于壁厚大于75mm的铸件以及复杂铸件，可确定加热速度为30~50℃/h。当加热温度超过600℃时，钢韧性得到提高，减小了开裂危险，可将铸件相应的加热速度上升到100~150℃/h，直至固溶温度。 2.4 晶粒粗大预防措施 ①钢液终脱氧时，可对终脱氧剂A1量进行适当增加，通常可增加至钢液容量的2%。②对浇注温度进行合理控制，尽量对低温浇注工艺进行采用，将浇注温度控制在1360~1420℃ 范围内。

高锰钢与超高锰钢铸件生产技术要点

高锰钢与超高锰钢铸件生产技术要点在高能量冲击的工作条件下，高锰钢与超高锰钢铸件的应用范围是广阔的。许多铸造厂，对生产此类钢种铸件缺乏必要的认识。现对具体操作做简要的说明，供生产者参考。

1 化学成分

高锰钢按照国家标准分为5个牌号，主要区别是碳的含量，其范围是0.75％－1.45％。受冲击大，碳含量低。锰含量在11.0％－14.0％之间，一般不应低于13％。超高锰钢尚无国标，但锰含量应大于18％。硅含量的高低，对冲击韧度影响较大，故应取下限，以不大于0.5％为宜。低磷低硫是最基本的要求，由于高的锰含量自然起到脱硫作用，故降磷是最要紧的，设法使磷低于0.07％。铬是提高抗磨性的，一般在2.0％左右。

2 炉料

入炉材料是由化学成分决定的。主要炉料是优质碳素钢（或钢锭）、高碳锰铁、中碳锰铁、高碳铬铁及高锰钢回炉料。这里特别提醒的是有人认为只要化学成分合适，就可以多用回炉料。这个认识是有害的。某些厂之所以产品质量不佳，皆出于此。不仅高锰钢、超高锰钢，凡是金属铸件，绝不可以过多的使用回炉料，回炉料不应超过25％。那么，回炉料过剩该如何？只要把废品降到最低，回炉料就不会过剩。

3 熔炼

这里着重讲加料顺序，无论用中频炉，还是电弧炉熔炼，总

是先熔炼碳素钢，而各类锰铁和其他贵重合金材料，要分多次，每次少量入炉，贵重元素在最后加入，以减少烧损。料块应尽量小些，以50－80mm为宜。熔清后，炉温达到1580－1600℃时，要脱氧、脱氢、脱氮，可用铝丝，也可用Si-Ca合金或SiC等材料。将脱氧剂一定压到炉内深处。金属液面此时用覆盖剂盖严，隔断外界空气。还要镇静一段时间，使氧化物、夹杂物有充足时间上浮。然而，不少企业，只将铝丝甚至铝屑，撒在金属液面上，又不加覆盖，岂不白白浪费！在此期间，及时用中碳锰铁来调整锰与碳的含量。

高锰钢铸造生产及应用实例

高锰钢是一种具有优异耐磨性、耐热性和耐腐蚀性的合金钢，主要由铁、碳、锰和少量其他元素组成。它的主要用途是用于铸造制造各种耐磨件，如矿山机械配件、水泥厂设备配件、冶金设备配件等。高锰钢具有高强度和硬度，能够在恶劣的工作环境中表现出色，因此在工业生产中得到了广泛的应用。

高锰钢铸造生产通常包括原料准备、熔炼、浇注、冷却和加工等步骤。在原料准备阶段，需要准备适量的高纯度铁水、锰矿石、碳素等原料，确保合金成分的准确性。熔炼过程中，将原料放入电炉或电弧炉中，加热至一定温度，使其融化混合，然后通过合金化处理，调整材料的成分和温度，最终得到合格的高锰钢液态合金。浇注阶段是将熔化的高锰钢倒入成型模具中，冷却后形成所需的铸件。冷却过程需要控制温度和时间，以确保铸件具有理想的组织和性能。最后，对铸件进行去毛刺、喷砂等加工处理，使其达到设计要求。

高锰钢铸造具有以下应用实例：

1. 矿山机械配件

矿山作为重要的资源开采领域，采矿设备的耐磨件对材料的性能要求很高。高锰钢具有优异的抗磨性和耐磨性，适合制造矿山机械的耐磨零部件，如破碎机齿板、圆锥破碎机壳体、破碎锤等，能够有效延长设备的使用寿命，降低维护成本。

2. 水泥厂设备配件

水泥生产过程中，对设备的耐磨性和耐腐蚀性要求较高。高锰钢具有良好的耐蚀性能，适合用于制造水泥厂的旋窑筒体、磨煤机滚筒、制砂机转子等耐磨配件，可有效降低设备的维护成本，提高生产效率。

3. 冶金设备配件

在冶金行业中，高温、高压、腐蚀的工作环境对设备材料的性能提出了极高的要求。高锰钢具有良好的耐热性和耐蚀性，适合制造冶金设备的耐磨零部件，如轧辊、钢水包壁、铸造模具等，能够有效提高设备的使用寿命，降低维护成本。

高锰钢铸件生产工艺汇编 (2)

1、铸型工艺（自硬砂）传统工艺

1）砂工艺

高锰钢液呈碱性，用石英砂生产易粘砂，要采取相应措施解决。

(1)水玻璃石英砂：石英砂：40/70目l00％；水玻璃5％-7％；膨润土4％-5％；碳酸钠0.2％-0.4％。

(2)柴油：2.0％（提高砂的流动性，防止粘砂）。采用二氧化碳或液化气烘干硬化；刷镁砂粉快干涂料，防止高锰钢粘砂。

(3)镁橄榄石砂：镁橄榄石耐火度1910℃，莫氏硬度6-7级，膨胀系数比石英砂小，且均匀膨胀，无相变，不含游离SiO2，不与Fe、Mn的氧化物反应，有较强的抗金属氧化物的侵蚀能力，是高锰钢理想的面砂。

(4)石灰石砂：石灰石砂1970年问世，也叫70砂，优点是馈散性好，落砂清理容易，铸件表面光洁，消除职业性矽肺病；缺点是发气量大，型砂强度低。因此要求造型和制芯作到“硬、光、通、净”四原则，即：①砂型、芯应紧实，用A型表面硬度计测定，硬度值大于50：②造型时要修光刮平，使边角情晰；③多开出气道，并要贯穿畅通；④铸型要硬化良好，如有松、掉砂必须报废；⑤铸型浇注合箱前，型腔要光洁干净。

(5)对于中小型壁厚小于40mm的薄壁件，也可采用粘土砂。

(6)有的中小型工厂仅采用2％～3％的水玻璃砂，用二氧化碳气硬化，背砂用4号河砂，生产200公斤以下的破碎机颚板，也不粘砂。1）涂料的配制

(1)快干涂料：先将松香溶于无水酒精中，形成松香酒精溶液，再将镁砂粉陶土混入，建议用200～320目细镁砂粉。

(2)水基镁砂涂料：将镁砂粉、陶土按比例配好，在混砂机中干混10分钟，加水柏油混4小时20分钟，再分批加入清水混碾1小时30分钟，碾成膏状，装入铁桶内加少量清水复盖，如室温超过24度，涂料超过24小时，易发生水化，将重新回混碾3小时。