耐磨板屬于低碳合金鋼,具有抗磨損性好、高硬度和韌性等優(yōu)點(diǎn),因而在實(shí)際生產(chǎn)中獲得廣泛應(yīng)用。隨著對(duì)耐磨件性能各方面的要求的提高,單一的砂型鑄造已不能滿足發(fā)展的需求,為了適應(yīng)需求,很多鑄造方法應(yīng)運(yùn)而生,除了砂型鑄造以外的所有鑄造方法統(tǒng)稱為特種鑄造。特種鑄造方法已得到日益廣泛的應(yīng)用,其中有些方法,近年來發(fā)展迅速,例如金屬型鑄造、電磁低壓鑄造等。電磁低壓鑄造是低壓鑄造的新技術(shù)。本文主要研究了砂型鑄造、金屬型鑄造和電磁低壓鑄造三種不同的鑄造方法對(duì)耐磨板性能的影響。
實(shí)驗(yàn)使用的材料是JFE-C400耐磨板,Al-5Ti-B中間合金錠,Al-10Zr中間合金錠,Al-10Sr中間合金錠和純鎂。實(shí)驗(yàn)設(shè)備:熔煉設(shè)備用SDL-3型坩堝電阻爐、NiCr-NiSi熱電偶測溫、旋轉(zhuǎn)噴吹除氣機(jī)、測氫儀,其型號(hào)HYSCANⅡ、澆注設(shè)備為電磁泵、淬火-時(shí)效一體爐,型號(hào):RCU-9-6、電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)其型號(hào)WDW-E100D、熔煉工具等。
在熔煉之前,清除坩堝中的舊涂料,坩堝升溫200~400℃,分2~3次刷上新涂料,使坩堝表面均勻涂覆新涂料,繼續(xù)升溫將涂料烘干;然后加入原料,坩堝電阻爐升至30KW,觀察坩堝內(nèi)原料狀態(tài),直至完全融化。當(dāng)熔體溫度升到740~750℃時(shí),對(duì)熔體進(jìn)行第一次除氣。第一次除氣使用C2Cl6,用量為總爐料質(zhì)量的0.6%,除氣后靜置10min,撇渣并用測氫儀對(duì)熔體含氫量進(jìn)行測量,測得的結(jié)果為0.09ml/100g,可見除氫效果較好。先后按時(shí)間間隔加入預(yù)熱好的AlZr10、AlTi5B,升溫到735℃時(shí),然后依次用鐘罩將預(yù)熱好的AlSr10、Mg壓入坩堝底部。所有合金完全溶解后,對(duì)熔體測氫,含氫量為0.51ml/100g。然后進(jìn)行第二次除氣,變質(zhì)后不宜采用C2Cl6除氣,C2Cl6可導(dǎo)致合金化元素Mg和變質(zhì)元素Sr的燒損。所以本實(shí)驗(yàn)第二次除氣采用旋轉(zhuǎn)噴吹的方法,向熔體以旋轉(zhuǎn)噴吹的方式吹入氬氣,除氣時(shí)間10min,然后靜置10min,測得氫含量為0.20ml/100g,測的熔體溫度為710℃,進(jìn)行澆注。
金屬型1為蛇形澆道,充型平穩(wěn),有效地防止了金屬液充型過快,造成紊流、卷氣、飛濺、氧化等缺陷。金屬型2是自發(fā)研制的鑄造鋁合金金屬型拉伸試樣鑄型,該鑄型是底注式,除具有金屬型1的所有優(yōu)點(diǎn)外,該鑄型具有較大的冒口,對(duì)耐磨件的補(bǔ)縮效果較好,減小耐磨件收縮引起的缺陷,使耐磨件具有良好的性能。
通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),金屬型2得到的合金的力學(xué)性能明顯優(yōu)于重力砂型和金屬型1,抗拉強(qiáng)度比重力砂型鑄造提高了8%,伸長率提高了10.35%;抗拉強(qiáng)度比金屬型1提高了5.03%,伸長率提高了27.82%。電磁低壓砂型鑄造的抗拉強(qiáng)度比重力砂型鑄造提高了4.59%,伸長率提高了17.39%;比金屬型1的抗拉強(qiáng)度提高了1.68%,伸長率提高了35.97%。電磁低壓鑄造下試棒的綜合性能和金屬型2的相當(dāng),電磁低壓鑄造的抗拉強(qiáng)度比金屬型2的降低了3.30%,但伸長率提高了6.38%。