铸造耐磨高锰钢Mn13的铸造工艺刘 云(新疆有色金属工业集团稀有金属有限责任公司 富蕴836300)摘 要 耐磨高锰钢Mn13广泛用于矿山耐磨铸件中,有广泛的市场前景,存在着巨大的经济效益,对我厂产品结构的调整起到推动作用。
关键词 Mn13高锰钢 奥氏体 水韧处理 消失模 化学成分 铸造工艺 铸造耐磨锰钢是历史最久,应用最广泛的一类。
尤其是标准型的Mn13高锰钢,含锰和含碳量高;钢的铸态组织为奥氏体及碳化物,经1050℃水韧处理,绝大部分碳化物固溶于奥氏体中。
钢的组织为单相奥氏体及奥氏体加少量碳化物,具有良好的塑性、韧性及无磁性的特点。
由于奥氏体具有面心立方晶格的结构。
裂纹扩展速率很低,使用安全可靠。
该钢另一特点是在较大冲击载荷和接触应力的作用下,表面层会迅速产生加工硬化层,表面硬度急剧升高(可达500～700HBW);表面具有良好的耐磨性,内部仍保持良好的韧性。
受冲击载荷不至于破裂。
使用前可采用机械和爆炸方法可以让表面加工硬化。
这类钢用于冲击磨料磨损和高应力碾碎磨料磨损工况,我们常用的地方为雷蒙磨磨环、磨辊;球磨机衬板、锤破锤头;挖掘机的斗齿;拖拉机履带板。
高锰钢国家标准和相关国际标准。
⑴高锰钢必须进行大于等于1040℃的水韧处理。
⑵化学成分为必检项目。
⑶高锰钢的力学性能。
⑷高锰钢的金相符合国家标准。
针对以上所述,结合实际工作,对工艺展开全面的论述。
我们采用消失模工艺进行造型,针对一次成型的铸件必须保证其外形尺寸,原因是其不易焊接、加工硬化。
造型时要留有相应余量,充分考虑其收缩率,凝固收缩为6%。
对于浇道棒造型时应充分考虑其补缩状况,高锰钢铸件的成分均为质量分数以GMn13-1为C1.00～1.45,Mn11.00～14.00,Si 0.30～1.00,S≤0.04,P≤0.09。
在原料选择上几个关键点需要重视。
采用回炉料进行铸造时可添加烧损的锰。
其他成分均可大致保持不变。
而我们经常遇到的是重新配比的问题,有碳钢、锰钢、结构钢和其它钢类。
锰13锰13是奥氏体高锰钢，表示锰含量为13%。
Mn13高锰钢又称Hadfield钢，是由英国人Hadfield于1882年发明的。
奥氏体高锰钢是碳含量为0.9%～1.3%、锰含量为11%～14%的高合金钢。
奥氏体高锰钢经过热处理后，具有很高的韧性，是一种非常强韧的非磁性合金，在冲击载荷作用下，表面层将发生加工硬化而具有高耐磨性，广泛用于制造具有高耐磨性并承受冲击载荷的部件。
材料名称：耐磨钢铸件标准：GB 5680-85锰钢特性及适用范围：具有高的抗拉强度、塑性和韧性以及无磁性，即使零件磨损到很薄，仍能承受较大的冲击载荷而不致破裂，可用于铸造各种耐冲击的磨损件，如球磨机衬板、挖掘机斗齿、破碎机牙板等。
一般用于结构简单，要求以耐磨为主的低冲击铸件，如衬板、齿板、破碎壁、轧臼壁、辊套和铲齿化学成份：碳 C ：1.10～1.50硅 Si：0.30～1.00锰 Mn：11.00～14.00硫 S ：≤0.050磷 P ：≤0.090力学性能：抗拉强度σb (MPa)：≥637伸长率δ (％)：≥20硬度：≤229HB热处理规范及金相组织：热处理规范：淬火，1060～1100℃，水冷。
ZGMn13高锰钢化学成分表ZGMn13ZGMn13高锰铸钢的钢号与化学成分（质量分数）（%）钢号 C Si Mn P≤ S≤ Cr MoZGMn13-1 1.00～1.45 0.30～1.00 11.0～14.0 0.090 0.040 ——ZGMn13-2 0.90～1.35 0.30～1.00 11.0～14.0 0.070 0.040 ——ZGMn13-3 0.95～1.35 0.30～1.00 11.0～14.0 0.070 0.035 ——ZGMn13-4 0.90～1.30 0.30～1.00 11.0～14.0 0.070 0.040 1.50～2.50 —ZGMn13-5 0.75～ 1.30 0.30～ 1.00 11.0～14.0 0.070 0.040 — 0.90～1.20b.高锰铸钢的力学性能与用途。
NM13耐磨板用途：1）火电厂：中速磨煤机筒体衬板，风机叶轮窝壳，除尘器入口烟道，灰渣导管，斗轮机衬板，分离器连接管，碎煤机衬板，煤斗及破碎机衬板，燃烧器烧嘴，落煤斗和漏斗衬板，空预器支架护瓦，分离器导向叶片。
上述零部件对耐磨钢板的硬度和耐磨强度没太高的要求，可以用材质为NM360/400厚度6-10mm的耐磨钢板。
2）煤场：送料槽及漏斗内衬，料斗衬套，风机叶片，推料机底板，旋风收尘器、焦炭导向器衬板，球磨机内衬，钻头稳定器，螺旋加料器料钟及基座，揉捏机铲斗内衬，环形送料器、翻斗车底板。
煤场作业环境恶劣，对耐磨钢板的耐腐蚀性和耐磨强度有一定的要求，推荐使用材质为NM400/450 HARDOX400厚度8-26mm的耐磨钢板。
3）水泥厂：溜槽内衬，末端衬套，旋风收尘器，选粉机叶片和导向叶片，风扇叶片及内衬，回收斗内衬，螺旋输送机底板，管道组件，熔块冷却盘内衬，输送槽衬板。
这些部件也需要耐磨性、耐腐蚀性要好一点的耐磨钢板，可以用材质为NM360/400 HARDOX400厚度8-30mmd 聊城泰佑启金属0635-777-9210 139-69-55-8118的耐磨钢板。
4）装载机械：卸轧机链板，料斗衬板，抓斗刃板，自动翻斗车翻斗板，自卸车车身。
这就需要耐磨强度和硬度极高的耐磨钢板，建议使用材质为NM500 HARDOX450/500厚度在25-45MM的耐磨钢板。
5）矿山机械：矿料、石料破碎机衬板、叶片，输送机衬板、挡板。
此类部件需极高的耐磨性，可用材质为NM450/500 HARDOX450/500厚度在10-30mm的耐磨钢板。
6）建筑机械：水泥推料机齿板，混凝土搅拌楼、搅拌机衬板，除尘器衬板，制砖机模具板。
推荐使用材质为NM360/400厚度10-30mm的耐磨钢板。
7）工程机械：装载机、推土机、挖掘机铲斗板、侧刃板、斗底板、刀片、旋挖钻机钻杆。
此类机械需要特别强硬和耐磨强度极高的耐磨钢板，可用材质为NM500 HARDOX500/550/600厚度在20-60mm的高强度耐磨钢板。
