摘要：鋼錠模內(nèi)表面澆注過程直接與鋼水接觸，表面的光潔度直接影響鋼錠的表面質(zhì)量、重復(fù)使用次數(shù)，由于鋼錠模內(nèi)表面曲線要求嚴(yán)格，一般不加工直接使用鑄造表面，故對鑄造表面質(zhì)量要求很高，對各個影響因素須嚴(yán)格把控。
關(guān)鍵字：鋼錠模、光潔度、涂料
0. 前言
鋼錠模的鑄造方式全部采用砂型靜態(tài)鑄造方式，區(qū)別在于型砂材質(zhì)的選擇，外皮基本全部采用水玻璃砂鑄造，芯核區(qū)別較大，目前常見選擇型砂有三種，水玻璃砂鑄造、樹脂砂鑄造、粘土砂鑄造，其區(qū)別見表1
表1 鋼錠模芯核造型用型砂區(qū)別
| 成本 | 表面質(zhì)量 | 拆箱難易度 | 勞動強度 |
水玻璃砂 | 差 | 差 | 差 | 優(yōu) |
粘土砂 | 良 | 良 | 優(yōu) | 差 |
樹脂砂 | 優(yōu) | 優(yōu) | 良 | 良 |
通過表1可以判斷，如單純考慮產(chǎn)品質(zhì)量，首選樹脂砂或者粘土砂造型，但目前鑄造行業(yè)整體利潤空間壓縮，成本壓力大，造成使用水玻璃砂生產(chǎn)的廠家逐步增多。
1. 鋼錠模工藝流程
混砂→造型→刷涂→烘干→合箱→澆注→拆箱→精整→熱處理，在制作流程中，從混砂到澆注環(huán)節(jié)對鋼錠模內(nèi)表面質(zhì)量都有一定的影響，尤其是水玻璃砂造型生產(chǎn)中，有一點把握不好，極易造成鋼錠模內(nèi)壁重皮或者其他缺陷。
2. 主要工藝流程控制要點
2.1混砂
材料選擇：石英砂粒度一定要適中，一般考慮選擇30目—70目，各個目數(shù)區(qū)域百分比要均勻，嚴(yán)禁杜絕高目數(shù)或者低目數(shù)砂子集中；水玻璃模數(shù)要根據(jù)季節(jié)不同要有所區(qū)別，尤其是北方地區(qū)，冬季是水玻璃模數(shù)要適度提高。
混砂標(biāo)準(zhǔn)：在混砂過程中，根據(jù)砂子的目數(shù)適度調(diào)節(jié)水玻璃加入量，一般控制在8%—10%，根據(jù)砂子的粒度、形狀等因素適度進行調(diào)節(jié)。
2.2造型
鋼錠模鑄造工藝設(shè)計中，排氣方式是首要考慮的一個問題，主要是因為水玻璃砂澆注過程中發(fā)氣量大，如工藝設(shè)計不合理，容易造成氣孔等缺陷，由于鋼錠模底眼直徑較小，故采用下排氣方式，同時芯核造型工藝由原三部分組成提高至四部分組成，由內(nèi)到外依次為帶骨架（采用帶放氣孔的焊管，依據(jù)芯核大小，直徑隨之變化）、其次焊管外裹草簾、草繩、報紙等易燃物、再次可移動松散物（碎磚、碎瓦等）、最終型砂（水玻璃砂），具體詳見圖1。
圖1：芯核造型示意圖
型砂造型完畢，起模后窯經(jīng)過便攜式硬度計檢測，水玻璃砂一般要求達(dá)到85以上，否則容易產(chǎn)生粘砂現(xiàn)象，尤其是機械粘砂缺陷突出。機械粘砂系金屬液滲入砂型或者砂芯粒間隙中，與砂燒結(jié)并粘附在鑄件表面【1】。
2.3刷涂
芯核涂料以石墨涂料使用最為廣泛，涂料由3部分組成：粉狀石墨（45%）、片狀石墨（45%）、粘結(jié)劑（10%），根據(jù)實際情況適度調(diào)節(jié)，粉狀石墨主要作用于與型砂附著力、片狀石墨主要作用于耐火度和防止粘砂缺陷的控制、粘結(jié)劑作用于涂料與型砂附著強度。
涂料厚度控制在3mm-5mm，過薄極易造成粘砂缺陷，過后烘干時容易裂紋澆注時造成滲鋼缺陷或者結(jié)疤缺陷。為提高工作效率涂料一般采用刷涂方式，濃度控制在80-90波美度；特殊尖角、拐角部位最好抹涂料膏，以提高涂料強度和厚度，杜絕在鐵水流動時突然改變流向造成涂料沖刷。
2.4烘干
水玻璃砂造型，相對粘土砂造型，水含量少，同時考慮成本問題，一般采用余熱烘烤，針對大噸位鋼錠模才入窯烘烤，烘干曲線如圖2所示。
圖2：烘干曲線示意圖
烘干曲線高溫區(qū)域一定要控制在200℃以下，否則極易出現(xiàn)型砂裂紋，會增加后期修補工作量，而且容易在此位置形成結(jié)疤缺陷或出現(xiàn)結(jié)合紋路，造成鋼錠脫模困難。
2.5合箱、澆注
鋼錠模合箱過程無特殊要求，唯一注意的鎖箱、壓箱要重點檢查，因為鋼錠模外形屬于規(guī)則幾何體，可以選擇合適的砂箱，容易造成浮力大于重力，故鎖箱、壓箱環(huán)節(jié)多加注意。
鑄件澆注原則一般是低溫快速澆注，但鋼錠模內(nèi)壁屬于不加工的使用面，在保證不粘砂的情況下，考慮適度提高溫度，以增加鐵水流動性，提高內(nèi)表面的光潔度。
2.6拆箱、精整
帶溫度拆箱時，最好不要打水，容易增加清砂工作量；精整時任何小缺陷都不要放過，否則在使用過程中缺陷放大。
2.7熱處理
鋼錠模熱處理為消應(yīng)力退火，消除鑄造應(yīng)力，減少使用過程中的出現(xiàn)的裂紋概率、延長鋼錠模使用壽命。退火曲線見圖3
圖3：鋼錠模熱處理曲線
3.結(jié)論
鋼錠模的生產(chǎn)工藝決定鋼錠模質(zhì)量，鋼錠模質(zhì)量決定鋼錠的表面質(zhì)量，鋼錠模工作面不進行加工致使對鋼錠模生產(chǎn)工藝、操作要求較高，必須嚴(yán)把細(xì)節(jié)關(guān)，才能最終生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。
參考文獻：
1. 史鑒開，史小雨《鑄造設(shè)備研究》 2006年4月 第2頁
作者簡介：
李仕源（1981-），漢，本科，高級工程師，主要從事鑄造工藝研究。
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