發(fā)熱保溫冒口在合金耐磨板真空澆注中的應用

  因合金耐磨板成本高昂,使合金耐磨板在澆注后的縮孔和成材率倍受廣大生產廠家的關注。統(tǒng)計表明,在鑄件生產中,采用普通冒口,鑄件在凝固后的縮孔體積僅占冒口體積的10%~14%,真正用于補縮鑄件的只占6%~10%;采用保溫冒口,則可將冒口的補縮效率提高到20%~25%;而集保溫與發(fā)熱于一體的發(fā)熱保溫冒口,可將冒口的補縮效率提高至45%。與普通鑄件生產不同,在合金耐磨板工業(yè)熔煉生產中,大多數(shù)生產廠家都在使用普通保溫冒口進行澆注,縮孔較大和成材率不高的問題普遍存在。因此,科研人員借鑒鑄件的生產思路,設計制作了一種集發(fā)熱與保溫一體的發(fā)熱保溫冒口,并將其應用于VIDP型4.5t真空感應熔煉爐澆注合金耐磨板的生產中。

  發(fā)熱保溫冒口的熱量來源主要是通過鋁粉的氧化過程(典型的是鋁熱反應)來實現(xiàn)的,經過效果對比和成本分析,最終確定發(fā)熱保溫冒口成分為(w%):煤粉灰10~20,鋁粉35~50,助燃劑2~10,樹脂8~17,剛玉粉20~30,纖維粉7~15,檸檬酸0~1。實驗中使用內腔尺寸為Φ360mm×2800mm的哈呋鑄鐵模,根據(jù)與其配套的鑄鐵冒口套內腔尺寸Φ380mm×300mm。

  在不影響澆注的前提下,對此發(fā)熱保溫冒口選用了上小下大的設計,內壁縱向錐度為4°,減小冒口處鋼液液面散熱面積,有助于延長冒口處鋼液的凝固時間;還有利于減小鋼液在冒口內壁上的粘附力,使冒口處的鋼液由于重力作用更易于往下移動和補縮;也有利于提高脫模效率。此冒口采取整體增大壁厚的設計,是為保證此發(fā)熱保溫冒口與鋼液接觸時發(fā)熱更充分,保溫更持久,以延長鋼液補縮時間;同時隨著冒口處鋼液液態(tài)時間的延長,有助于鋼液中夾雜物的上浮,在一定程度上可以起到凈化鋼液的作用。

  實驗冶煉合金耐磨板為Incoloy825、Inconel625和Inconel718各一爐。根據(jù)投爐量和冒口切除的重量,不計正常熔煉損耗,3爐合金耐磨板的真空錠成材率分別為96.1%、95.9%和95.0%。試驗結果表明:

 ?。?)新制作的發(fā)熱保溫冒口,成品率高,質量好,機械化程度較高,省時省力。
 ?。?)應用新制作的發(fā)熱保溫冒口,有利于增加冒口處合金液凝固時間,改善補縮情況,合金錠一次縮孔由深V型變?yōu)閁型;二次縮孔體積大幅減小,且位置上移明顯。
 ?。?)在真空感應熔煉爐澆注合金耐磨板,使用發(fā)熱保溫冒口,能顯著提高真空錠成材率,提高幅度達到2%~3%,降本增效明顯。