!电渣熔铸的补缩工艺
电渣重熔工艺
生产前检查
检查所炼钢种与锭型是否一致。 自耗电极与假电极之间是否接对、接牢，焊口是否出现裂缝等。 底垫清理后应与水冷底座接触严密不能抖动。 结晶器是否稳固，无任何松动现象。 确认渣料配制无误，且处于烘烤待用中。
后，垂直入炉，调整中心，使端头距引弧剂（40～50%TiO2、
就越少，电压变化为5V一级为好；电流稳定，不然会在重熔锭的表面出现波纹；电极 升降速率（弧长控制）平稳。
如果是多根电极熔炼一炉料，在自耗电极熔化至焊口还有大概100~150mm时调整电流
旋钮，使电流稍大于冶炼电流约500~1000A，保持1~3分钟后，开始更换另外一金属自 耗电极。更换电极的速度要快，以免在先前的钢锭面形成渣沟，造成断裂。
50～60%的CaF2）50-100mm处。待一切就绪后，配电员将操作台上高压电钮合上， 调整好电流﹑电压，给上自动，待指示仪表盘上电流开始波动后即可加渣。 注意： 加渣时一定要四周均匀加入，一次加入量不要过多，避免冷渣过多造成溶渣凝固，透 气性不好，导致喷渣﹑钻渣。
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6.3、正常熔炼
待溶渣升温时间达到后，立即将电极离开渣面，切断高压，抬起电极，移动台车换
③假电极被熔化。
④突然停水或冷却水出水温度高于70℃。 ⑤断电超过换电极规定时间1min。
电流在20min之内逐渐调至正常，到后期电极被融化掉只剩100mm左右时电流逐渐递
减至充填电流，进行充填补缩。
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6.4、电渣重熔基本工作过程
在铜制水冷结晶器内盛有熔融的电渣，自耗电极一端插入熔渣内。 自耗电极、渣池、金属熔池、钢锭、底水箱通过短网导线和变压器形成回路。 在通电过程中，渣池放出焦耳热，将自耗电极端头逐渐熔化，熔融金属汇聚成金属
液滴，穿过渣池，落入结晶器，形成金属熔池，受水冷作用,迅速凝固形成钢锭。
铸件冒口直径补缩怎么计算？4个简单方法轻松解决！
铸件冒口直径补缩怎么计算？4个简单方法轻松解决！铸造生产当中，冒口的设计直接关系着铸件的成品率与质量。
因此，许多铸造厂都非常重视铸件冒口的设计。
所谓冒口，顾名思义就是铁水浇注时冒上来的口，有两个主要作用，一是浇注完成后热液补缩，二是注汤时，型腔内快速排出气体。
排气作用就不说了，就说补缩，铁水在液态向固态凝固时，铸铁的铁水有个特性，先共晶，再共析，共晶过程也是膨胀的过程，共析是收缩的过程，铁水的缩性又与化学成分，冷却速度，型核分布，熔炉速度，熔炼温度，镇静时间，浇注温度有关，难以一言蔽之，铁水熔炼不控制好，就算有最好的计算结论，都是白搭。
这个问题看似简单，基本上等同于简述铸造工艺学。
今天，只简要地讲述一下冒口设计的基本要素。
冒口设计要根据不同的材料，不同尺寸，不同形状，不同材质的特性进行设计。
首先，铸造工艺不一样，由此引申出的各类冒口的类型也是不一样的，因而冒口尺寸计算的方法也是不一样的。
简单以材料分类，铸钢件采用的冒口计算方法有模数法、三次方程法、补缩液量法和比例法。
铸铁件因凝固方式特殊（受冶金质量和冷却速度影响），大多靠经验辅以模数法和比例法。
今天，只简单说说铸钢。
第一、模数法模数指的是铸件被补缩部位的体积与散热表面积的比值称为模数。
模数基本等同于铸件的凝固时间，也就是说不同形状大小的铸件，只要模数相同，我们就认为他们的凝固时间几乎相等。
当我们使用模数法时，基本遵循两条原则：1.冒口的模数需大于铸件被补缩区域的模数。
2.冒口必须有足够的金属溶液补充铸件收缩部分的体积收缩。
第二、三次方程法三次方程法是模数法的延伸，主要用于计算机辅助设计中。
这种方法的原理是：冒口在补缩铸件的过程中，质量向铸件转移，冒口体积不断缩小，当凝固结束时，冒口体积减小，冒口的散热面积由于中间缩孔总是位于冒口中间的位置，可以认为冒口的缩孔侧面总的散热面近似等于冒口顶面的散热结果。
即可近似认为冒口凝固结束时的散热面积等于冒口凝固初始时的散热面积。
熔模铸造浇注补缩系统讲解
σ=1.5N/m
②浇注温度
过热度=130~160℃
型壳焙烧后的炉外冷却特性
出炉过程和浇注过程 的金属液温度降低
③薄壁部位缓慢冷却
小型静翼叶片
辅助浇道
④不能憋气
⑤浇注中途不能停顿
（2）充填的平稳性
①底注
②流动状态
③倾斜浇注
④夹杂分布 ⑤小直浇道
⑥过滤网
2.保证补缩
产生原因 体收缩率:
(%) 1.9943 7.459WC - 4.73WC2 KiWi KT (Tp TL)
W Ni Mn Cr Si Al Ki -0.53 -0.0354 +0.0585 +0.12 +1.03 +1.07
体收缩率→凝固收缩流动（冷却 慢处流向冷却快处）→冷却慢处流 下孔 洞（缩孔）
②冒口大小计算
Ⅰ热节圆法
Ⅱ模数法 M铸:M颈:M冒=1:(1.05~1.3):(1.2~1.５) V冒(k-β)=βV铸 Ｖ冒＝Ｖ铸×β/(k-β)
Ⅲ冒口计算图
D冒=max[dr,dR]
dr__保证冒口比铸件冷却慢所需的冒口直径 d End
横浇道式：单一横浇道、多道横浇道、 圆板、圆环、多层、多层多道
冒口式 组合式
单一直浇道
带补缩节的直浇道
多道直浇道 过渡直浇道
空心直浇道
单一横浇道
多道横浇道
圆板
圆环
多层多道
多层
冒口式
组合式
3、按补缩组元分
Ⅰ.中心直浇道 Ⅱ.横浇道
Ⅲ.竖浇道
Ⅳ.底注竖浇道+侧冒口
Ⅴ.侧冒口
Ⅵ.顶冒口
铸件刚度小，直（横）浇道刚度大 铸件变形大 铸件刚度大，直（横）浇道刚度小 铸件变形小
降低工模具钢电渣重熔钢锭顶部缩孔缺陷的工艺实践
摘 要 通过控制结晶器进水温度 ４０℃ ，出水 ６８℃ ；计算机 自动补缩模 型控制 ；自动补缩结束 时 ，９０ ｓ内完成 自耗 电极至石墨电极切换 ，５３ Ｖ，３ ０００ Ａ通 电熔炼 ３～５ ｍｉｎ，再切换成 自耗 电极 ，５０ Ｖ，４ ０００ Ａ，通 电 ６ ｍｉｎ等工艺 措施 ，使 电渣重熔钢锭顶部缩孔缺陷深度 由 １００ ｍｍ降低 至 ３０ ｍｍ。生 产实践表 明 ，补 缩工艺操 作简单 易行 ，优化 工艺生产的工具钢 ９Ｃｒ２Ｍｏ，０２８０ ｍｍ ｘ １ ０００ ｍｍ，４８０ ｋｇ电渣钢 锭 ２１０支 ；热作 模具 钢 Ｈ１３，４２０ ｍｍ ｘ １ ４００ ｍｍ， １ ５００ ｋｇ电渣钢锭 ６０支 ，没有再 出现 因钢锭顶部缺 陷而造成锻造坯料报废 ，钢锭成材率显著提高 。
3YC7合金电渣重熔工艺技术
3YC7合金电渣重熔工艺技术李道乾;刘玉庭;马中钢;贾成建;李化坤【摘要】用二次电渣重熔技术，减少3YC7合金中杂质含量和气体含量。
去除合金棒料二次缩孔。
使合金棒料表面光滑，化学成分均匀，组织致密。
利用电渣二次重熔脱硫技术，使合金中的硫含量降低到0.01%以下。
满足客户后续加工的要求。
%Using secondary electroslag remelting technology, lots of impurity and gas in 3YC7 alloy can be reduced. The secondary sinkhole of alloy rod can be removed, that made alloy rod surface smooth and increased the uniform of the chemical composition and got compact microstructure. By means of the secondary remelting electroslag desulfurization technology, the sulfur content can be reduced to less than 0.01%and it can meet the requirements of customer’s follow-up processing.【期刊名称】《山东冶金》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】4页(P20-22,28)【关键词】3YC7合金;电渣重熔;用电制度;渣制度【作者】李道乾;刘玉庭;马中钢;贾成建;李化坤【作者单位】山东瑞泰新材料科技有限公司，山东淄博256100;山东瑞泰新材料科技有限公司，山东淄博256100;山东瑞泰新材料科技有限公司，山东淄博256100;山东瑞泰新材料科技有限公司，山东淄博256100;山东瑞泰新材料科技有限公司，山东淄博256100【正文语种】中文【中图分类】TF1423YC7合金电渣重熔工艺技术李道乾，刘玉庭，马中钢，贾成建，李化坤（山东瑞泰新材料科技有限公司，山东淄博256100）摘要：用二次电渣重熔技术，减少3YC7合金中杂质含量和气体含量。
电渣重溶补缩
电渣重溶补缩电渣重溶补缩是一种常用的金属材料再生技术，它通过对废旧金属进行加热、熔化、分离和净化等过程，将其中的有用金属元素重新提取出来，达到再利用的目的。
下面将从电渣重溶补缩的原理、流程、设备和应用等方面进行详细介绍。
一、原理电渣重溶补缩技术是基于金属材料在高温下熔融时，不同密度的物质会分层而产生的原理。
在这个过程中，废旧金属被加入到高温熔炼中，其中含有不同密度和化学性质的组分会自然分离出来。
通过控制加入各种助剂和气体流量等因素，可以使得目标金属元素从其他杂质中分离出来，并且经过净化后得到高纯度的再生金属。
二、流程电渣重溶补缩技术主要包括以下几个步骤：1. 原料预处理：将废旧金属进行分类、清洗和切割等处理，以便于后续的加工操作。
2. 加入助剂：在熔炼过程中，需要加入一些助剂来促进金属元素的分离和净化。
常用的助剂包括碳素、氧化铝、氧化钙等。
3. 熔炼：将原料和助剂放入电弧炉或感应炉中进行高温熔融，使得其中的金属元素分离出来并沉淀到底部。
4. 分离：通过控制熔炼温度、时间和气体流量等因素，使得目标金属元素从其他杂质中分离出来，并且经过净化后得到高纯度的再生金属。
5. 冷却：将溶融的金属冷却至室温，形成固态再生材料。
6. 加工：对再生材料进行加工处理，以便于后续的使用。
常见的加工方式包括锻造、压延、拉伸等。
三、设备电渣重溶补缩技术需要使用一些特殊设备来实现。
主要设备包括：1. 电弧炉或感应炉：用于将原料和助剂进行高温熔融。
2. 氧化铝罐或石墨罐：用于收集金属渣和其他杂质。
3. 氧化铝球或石墨球：用于在熔炼过程中加入助剂。
4. 水冷却系统：用于冷却电弧炉或感应炉，并且控制其温度。
5. 烟气净化系统：用于处理产生的废气和废水，以保护环境。
四、应用电渣重溶补缩技术具有广泛的应用前景。
主要应用领域包括：1. 再生金属材料制造：通过将废旧金属进行再生，可以得到高品质的再生金属材料。
这些材料可以被广泛应用于建筑、汽车、航空航天等领域。
电渣重熔工艺简介
电渣重熔把平炉、转炉、电弧炉或感应炉冶炼的钢铸造或锻压成为电极，通过熔渣电阻热进行二次重熔的精炼工艺，英文简称ESR。
美国霍普金斯(R.K.Hopkins)于20世纪40年代首先提出这种精炼方法的原理。
其后苏联和美国相继建立工业生产用的电渣炉。
60年代中期由于航空、航天、电子、原子能等工业的发展，电渣重熔在苏联、西欧、美国获得较快的发展。
生产的品种包括：优质合金钢、高温合金、精密合金、耐蚀合金以及铝、铜、钛、银等有色金属的合金。
1980年世界电渣重熔钢生产能力已超过120万吨。
中国1960年建成第一座电渣炉,其后得到很大发展。
最大的是上海重型机器厂电渣炉，钢锭重达200吨。
电渣重熔基本过程如图所示。
在铜制水冷结晶器内盛有熔融的炉渣，自耗电极一端插入熔渣内。
自耗电极、渣池、金属熔池、钢锭、底水箱通过短网导线和变压器形成回路。
在通电过程中，渣池放出焦耳热，将自耗电极端头逐渐熔化，熔融金属汇聚成液滴，穿过渣池，落入结晶器，形成金属熔池，受水冷作用,迅速凝固形成钢锭。
在电极端头液滴形成阶段,以及液滴穿过渣池滴落阶段,钢-渣充分接触，钢中非金属夹杂物为炉渣所吸收。
钢中有害元素（硫、铅、锑、铋、锡）通过钢-渣反应和高温气化比较有效地去除。
液态金属在渣池覆盖下，基本上避免了再氧化。
因为是在铜制水冷结晶器内熔化、精炼、凝固的，这就杜绝了耐火材料对钢的污染。
钢锭凝固前，在它的上端有金属熔池和渣池，起保温和补缩作用，保证钢锭的致密性。
上升的渣池在结晶器内壁上形成一层薄渣壳，不仅使钢锭表面光洁，还起绝缘和隔热作用，使更多的热量向下部传导,有利于钢锭自下而上的定向结晶。
由于以上原因,电渣重熔生产的钢锭的质量和性能得到改进，合金钢的低温、室温和高温下的塑性和冲击韧性增强，钢材使用寿命延长。
电渣重熔设备简单，投资较少，生产费用较低。
电渣重熔的缺点是电耗较高，目前通用的渣料含CaF较多，在重熔过程中，污染环境，必须设除尘和去氟装置。
电渣连铸技术
电渣连铸：高效高质量冶金技术
电渣连铸是一种电渣冶金技术，其基本工艺是向已造好渣的水冷模中浇入钢水，对钢水进行渣洗脱硫、去除夹杂，然后将自耗或非自耗电极插入处于钢水上部的渣中，利用熔渣的电阻热进行精炼和补缩，获得清洁、表面光滑、内部致密的优质钢锭。
在电渣连铸过程中，熔渣池的热量和钢液的热量共同作用于结晶器内壁，使结晶器内壁上的金属熔化成液态金属膜，并依靠热辐射和热对流将热量传递给液态金属膜，使其熔化成液态金属。
同时，在结晶器内壁与液态金属膜之间存在一个液态金属层，这个液态金属层在电渣连铸过程中起着重要的作用。
此外，电渣连铸过程中还需要控制钢液的成分和温度，以确保钢锭的质量。
同时，需要控制电极插入熔渣池的深度和速度，以获得最佳的精炼和补缩效果。
总的来说，电渣连铸是一种高效、高质量的冶金技术，在钢铁工业中得到了广泛应用。
熔模精密铸造合金凝固补缩问题的研究
熔模精密铸造合金凝固补缩问题的研究时间:2009-02-23 11:25来源:未知作者:admin 点击: 312次熔模精密铸造合金凝固补缩问题的研究边书华王友水白建芬董荷生龚敬(河北五新精铸有限责任公司) 摘要通过合金液在熔模精密铸造型壳中的流动状况分析,探讨了合金液流动状况与凝固补缩的关系,并提出了合金凝固方式对补缩的影响,在研究熔模铸造浇注补缩熔模精密铸造合金凝固补缩问题的研究边书华王友水白建芬董荷生龚敬(河北五新精铸有限责任公司)摘要通过合金液在熔模精密铸造型壳中的流动状况分析,探讨了合金液流动状况与凝固补缩的关系,并提出了合金凝固方式对“补缩”的影响,在研究熔模铸造浇注补缩系统特点的基础上,提出了有关“补缩参数”的取值方法和影响因素。
关键词熔模铸造;凝固补缩;补缩参数中图分类号TG24915 文献标志码 A 文章编号1001 - 2249 (2008) 07 - 0535 - 04DOI :10. 3870/ tzzz. 2008. 07. 015收稿日期:2008201220第一作者简介:边书华,男,1964 年出生,工程师,河北五新精铸有限责任公司,石家庄(050700) ,电话**************,E-mail:*****************1 合金性能与凝固补缩的关系在研究熔模精铸合金凝固补缩之前,应了解合金的流动性、收缩性等铸造性能,了解该合金容易出现的收缩缺陷。
合金的收缩分液态收缩(液相线以上温度) 、凝固收缩(液2固相线温度区间) 和固态收缩(固相线以下温度) 。
合金液浇注成形,使铸件内部产生缩孔、疏松的主要原因是合金的液态收缩和凝固收缩,其液态收缩与浇注温度有关,浇注温度越高,收缩也越大。
而凝固收缩则主要取决于合金的化学成分。
例如,铸钢中碳含量(质量分数, 下同) 为0110 %、0135 %、0145 %、0170 %时, 其凝固收缩率分别为210 %、310 %、4. 3 %、5. 3 %[1 ] 。
!电渣熔铸的补缩工艺
通铸造工艺理论为基础, 结合研究成果和现场经验, 就 补缩工艺中的补缩时间和补缩量两个主要参数进行了 研究和设定。
一、 补缩原理与参数计算
电渣熔铸补缩方法可分为二种, 一种是自耗电极 补缩法, 另一种是非自耗电极补缩法。 由于非自耗电 极补缩法存在能耗高、操作不便、污染环境等缺点, 生 产中应用较少。 在此, 主要介绍被广泛使用的自耗电 极补缩法的工艺制定和参数计算方法。
11 连续补缩法 补缩开始, 在较长时间内, 从正常熔铸电流连续 减少到最小补缩电流, 在最小补缩电流下保持一段时 间后停电。图 2 为连续补缩供电曲线。图中 I e 为正常 熔铸电流, Im in为最小补缩电流, 当 I e> 4000A 时, 取 Im in = 500～ 2000A , Σem 为连续减小电流时间, 一般取 Σem = 017～ 019Σ。连续补缩法的优点是补缩质量好, 能
池体积乘以收缩率, 铸件增高部分可按需要修定, 即:
V b = ΕV P + Π4 D 2 ∃h
(10)
式中 V b——补缩量, 米3
V P ——金属熔池体积, 米3 Ε—— 金属凝固时体收缩率
D ——补缩处的铸件截面直径 (或等效直径) , 米
∃h ——补缩增高量 (∃h= 011～ 012D ) , 米 式 (10) 中的 ∃h 选择原则为, 铸件直径大、填充系数 大、 冷却条件差取上限, 反之取下限。
图 8 电厂 315m 球磨机衬板用 C rM oN b2L C 钢亚表层加工硬化曲线
表 4 动载磨料磨损试验结果 (实验室条件下)
材 料 相对耐磨性
ZGM n13 110
C rM oN b2HC 211
表 5 生产现场磨损试验结果
H11Mo模具钢电渣锭补缩工艺应用研究
H11Mo模具钢电渣锭补缩工艺应用研究
靳红伟
【期刊名称】《中国资源综合利用》
【年(卷),期】2024(42)5
【摘要】张宣科技特材研制公司新开发H11Mo模具钢,但电渣锭头部的渣沟与缩孔较深,自耗电极剩余多。
有必要分析电渣重熔热封顶阶段自动控制补缩工艺的不足,提出适合、有效的补缩工艺控制新方式。
经实践验证,生产问题得以解决,切损量减少,成材率提高。
【总页数】3页(P82-84)
【作者】靳红伟
【作者单位】张宣科技特材研制公司
【正文语种】中文
【中图分类】TF14
【相关文献】
1.抽锭电渣重熔718塑料模具钢板坯锭的新工艺
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ΣP ≈ ΒD P vλ
(8)
式中 D P ——熔池最大截面直径 (或等效直径)
Β——熔池形状系数, 通常取 Β= 1 2
显见, 利用式 (7) 或式 (8) , 计算 ΣP 较方便。在 熔化截面变化不大的锭类铸件时, vλ 可用铸件总高度
除以总熔化时间获得; 在熔铸截面变化较大的异形铸 件时, 可取某段与补缩截面相近的高度去计算 vλ。
代入式 (4) , 则有:
t —— 熔化时间 V ——熔化电极的体积 利用式 (2) 可以求出熔化一定量 (金属熔池) 体积的 金属所需的时间:
ΣP ≈ tP = H P vλ
(7)
另据有关资料〔2〕介绍, 在合适的熔铸工艺条件下,
金属熔池的最大深度 H P 与熔池的最大截面直径 (或
图 8 电厂 315m 球磨机衬板用 C rM oN b2L C 钢亚表层加工硬化曲线
表 4 动载磨料磨损试验结果 (实验室条件下)
材 料 相对耐磨性
ZGM n13 110
C rM oN b2HC 211
表 5 生产现场磨损试验结果
使用场合
材 料
韶关发电厂 215m
M n13
球磨机衬板
C rM oN b2L C
件时, 金属熔池体积V P 不易测定, 在生产中, 可采用
金属液面上升速度法求 ΣP。
正常熔铸时, 结晶器内金属液面垂直升高的速度
k ——凝固系数, 米 小时1 2 关于M P 的计算和 k 的选取, 可根据金属熔池的
实际形状及散热条件进行具体计算和测定。 (3) 模拟计算法 由已知的工艺参数和冷却条件,
(2) 模数法 根据普通铸造工艺学中计算冒口时
的模数法原理〔3〕, 可认为电渣熔铸的金属熔池模数与
凝固时间也服从平方根定律, 即:
此, 补缩期金属熔池的凝固时间与正常状态下相差不
ΣP = (M P k ) 2
(9)
大, 即有:
式中 M P ——金属熔池模数, 米
ΣP ≈ tP = V P G
(4)
利用式 (4) 可近似算出 ΣP。当熔化形状复杂的铸
大厂矿务局车河选矿厂 M n13
1183m 锡矿磨机衬板 C rM oN b2L C
相对耐磨性 磨损量, mm h
1
11 5600
215
5 5600
1
—
3
—
三、 结论
(1) 所研制的 C rM oN b 合金耐磨铸钢热处理后的 组织是以板条状马氏体为主+ 贝氏体+ 奥氏体的多相 混合组织。
( 2) C rM oN b 合金耐磨铸钢采用空淬+ 回火处 理, 该热处理工艺简便易行。
(5) C rM oN b 合金耐磨铸钢具有良好的强韧性和 较高的屈强比, 可保证铸件在运行中不开裂、 不发生 流变, 因而使用安全、 可靠。
参 考 文 献 1 刘家氵睿等. 材料的磨料磨损. 北京: 机械工业出版社, 1990 2 刘英杰等. 磨损失效分析. 北京: 机械工业出版社, 1991
(编辑: 田世江)
11 连续补缩法 补缩开始, 在较长时间内, 从正常熔铸电流连续 减少到最小补缩电流, 在最小补缩电流下保持一段时 间后停电。图 2 为连续补缩供电曲线。图中 I e 为正常 熔铸电流, Im in为最小补缩电流, 当 I e> 4000A 时, 取 Im in = 500～ 2000A , Σem 为连续减小电流时间, 一般取 Σem = 017～ 019Σ。连续补缩法的优点是补缩质量好, 能
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化。
21 补缩量
从图 1c 可以看出, 补缩过程中的金属用量为缩孔
部分与增高部分的总和。 其中, 缩孔部分等于金属熔
参 考 文 献 1 耿承伟、胡学军、徐 超等. 带有固定随形自耗电极的电渣转铸工
艺研究. 第 61 届世界铸造会议论文. 1995 2 姜兴谓. 电渣熔铸工艺理论. 沈阳: 东北大学出版社, 1979 3 李魁盛. 铸造工艺设计基础. 北京: 机械工业出版社, 1980 4 Feng Y M , Ch ieng C C, Pan, Ch in. N um er H eat T ran sfer, 1989,
从传热学的角度, 可以计算出熔池的凝固时间 ΣP , 尤
可用下式表述:
其随着计算机模拟技术的发展, 采用计算机模拟电渣
v = dH d t
(5) 熔铸的凝固过程已成为现实〔4〕, 这样计算出的 ΣP 将更
式中 v ——液面上升速度
加准确, 并且可以对补缩过程进行模拟显示和工艺优
·16·
《铸造》1996111
图 3 间断补缩供电曲线
关于补缩操作方法, 除上述二种外, 还有一些介 于二者之间的别的方法。一些控制系统先进的电渣炉, 也可采用同时调节电流电压及改变冷却条件的方法来 满足不同材质和不同形状电渣熔铸铸件补缩之需要。
随着电渣熔铸技术在铸造业的应用不断拓展, 补 缩作为熔铸过程的一个重要环节, 有待将传统的经验 性操作进行理论深化, 本文仅是我们开展这方面工作 的一个初步总结, 期望能为从事该项技术的研究与应 用的同行提供一点参考。
等效直径) 近似成正比, 于是式 (7) 也可写成:
tP = V P G 式中 tP ——熔化定量金属所需时间 V P ——金属熔池体积 Gϖ—— 自耗电极的平均熔化速率
正常熔铸状态下 (指金属熔池的形状基本保持不 变) , 自耗电极的熔化与结晶器内金属的凝固处于平衡 状态, 即金属熔池的凝固时间基本等于同体积自耗电 极的熔化时间 (ΣP = tP )。由于结晶器内金属液凝固速 度主要与结晶器的水冷强度和送电功率有关, 在补缩 期内, 水冷强度一般保持不变, 尽管送电功率减小了, 但是熔铸后期成型铸件的蓄热量比任何时候都高, 因
1996 年 9 月 12 日收稿; 3 国家自然科学基金、 机械部技术发展基金联合资助项目。
《铸造》1996111 © 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
通常, 根据对成型铸件的质量要求, 补缩操作应保 证铸件最后凝固部位无缩坑和裂纹, 并且使补缩部位与 铸件本体组织均一, 避免补缩金属过量, 以防浪费。
目前, 国内外涉及电渣熔铸补缩工艺的研究报导 尚不多见, 生产部门一般只是按各自的生产经验制定 补缩工艺, 因而难免有局限性。 鉴于这种情况, 我们 在电渣熔铸铸件补缩方面做了一些工作, 主要是以普
图 2 连续补缩供电曲线
耗较少; 缺点是电流变化曲线的调节与补缩量的控制 较困难。 实际生产中, 也有人将连续减小曲线改成几 个台阶, 这样比较容易调节电流和控制补缩量, 补缩 效果也较好。
21 间断补缩法 补缩期内, 短时间从正常熔铸电流逐渐减小到最 小补缩电流, 再从最小补缩电流逐渐升高到略小于正 常熔铸电流, 反复多次, 使每次的最高电流都略小于 前次, 最后一次减小到零, 如图 3 所示。 实现间断供 电可采取直接调节供电电流或者间断进给电极两种方 法, 实践证明后者较易于操作, 补缩效果也较好。 此 外, 也有一些其它可供使用的间断补缩操作方式, 取 决于各自的设备特点、生产条件、生产经验与习惯等。 试验结果表明, 每次间断, 电流不宜回零 (最后一次 除外)。与连续补缩法相比较, 间断补缩法的电流调节 和补缩量的控制方便, 因而是目前生产中常用的一种 操作方法。
二、 补缩操作方法
从正常熔铸期转入补缩期, 首先应确定出开始补 缩时间。 在工艺稳定且批量生产的情况下, 根据铸件 重量等于自耗电极熔化掉部分的重量, 事先标定自耗 电极该熔化部分与剩余部分的位置较为方便。 若渣层 厚度明了, 亦可根据渣面上升的位置来确定。
补缩期内, 应适当调节供电参数, 在限定的补缩 时间内熔入定量的金属液。若补缩时间或补缩量不足, 便无法确保补缩质量; 若补缩时间过长或补缩量过多, 会造成诸多的浪费。 常用补缩方法有两种, 一种是连 续补缩法, 另一种是间断补缩法。
(3) C rM oN b 合金耐磨铸钢的综合力学性能良好 (Ρb≥1200M Pa、 Ρ012≥800M Pa、HRC ≥45、 Αk≥25J cm 2) , 且具有较好的加工硬化能力和焊接性能。
(4) 在本试验冲击载荷高应力磨料磨损条件下, C rM oN b 合金耐磨料磨损条件下, C rM oN b 合金耐磨 铸钢的耐磨性是M n13 铸钢的 2 倍以上。
图 1 补缩过程示意图 (自左至右分别为 a、 b、 c)
ΣP ——金属熔池凝固时间
H ——上升高度
Α—— 时间修定系数
t —— 上升时间
Α取值范围为 112～ 114, 结晶器直径较大时, 可取上
由于金属液面的上升源于自ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电极熔化所提供的
限, 相反取下限。式 (1) 中的 ΣP , 可用如下几种方法 金属液滴所致, 故液面上升时间也即自耗电极熔化时
求得。
间。金属液面平均上升速度、金属熔池的最大深度、熔
(1) 熔化速率法
化时间似有如下关系:
自耗电极的熔化速率, 在正常电渣熔铸过程中, 可
tP = H P vλ
(6)
用下式表述:
G = dV d t
式中 H P ——金属熔池最大深度 (2) vλ——金属液面平均上升速度