【摘要】通過分析存在拋光麻點(diǎn)問題的大型汽車模具，確定為鋼中夾雜物的影響，利用掃描電鏡確定了夾雜物成分及具體來(lái)源，通過氬氣保護(hù)澆注系統(tǒng)優(yōu)化，有效防止了澆注過程鋼液的二次氧化。通過模內(nèi)充氬優(yōu)化，降低了澆注系統(tǒng)內(nèi)氧含量，以上工藝措施有效地控制了鋼中夾雜物水平。
關(guān)鍵詞：模鑄；夾雜物；氬氣保護(hù)；模具鋼
2試驗(yàn)材料與方法
2.1試驗(yàn)材料制備
對(duì)存在缺陷的樣品通過探傷（UT）定位、低倍確認(rèn)及掃描電鏡成分分析等手段，更終確定夾雜物的具體來(lái)源。
3夾雜缺陷定性
對(duì)試樣進(jìn)行解剖后，在低倍顯微照片上發(fā)現(xiàn)了明顯的大顆粒夾雜物，具體如圖1所示。
對(duì)大顆粒夾雜物缺陷進(jìn)行掃描電鏡分析，其成分主要為Al的氧化物，同時(shí)含有Mn及少量Cr的氧化物，具體結(jié)果如圖2及表2所示。由此可以判斷，該夾雜物的產(chǎn)生主要是由于澆注過程中鋼液二次氧化所致。
通過對(duì)試樣中存在的夾雜物進(jìn)行定性分析可以看出，該夾雜物主要是由于澆注過程鋼液二次氧化所致，因此，需對(duì)澆注過程氬氣保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化研究。
4.1模鑄工藝流程
4.2氬氣保護(hù)澆注系統(tǒng)優(yōu)化
原氬氣保護(hù)裝置為喇叭筒型，澆注過程鋼包水口與中注管漏斗磚之間距離偏大，并且三者之間不能實(shí)現(xiàn)完全無(wú)縫連接，無(wú)法實(shí)現(xiàn)全封閉澆注。由于氬氣保護(hù)裝置存在先天缺陷，使?jié)沧⑦^程鋼液與空氣接觸，二次氧化的幾率較大，不利于保證產(chǎn)品質(zhì)量。為了解決此問題，需要開發(fā)新型的全封閉氬氣保護(hù)裝置。基于現(xiàn)有澆注設(shè)備所具備的升降功能，本研究設(shè)計(jì)出了一種新型氬氣保護(hù)罩，歷經(jīng)4次改進(jìn)，更終形成可伸縮式全封閉氬氣保護(hù)罩，澆注時(shí)可實(shí)現(xiàn)全封閉澆注，整個(gè)澆注過程鋼水與空氣隔絕，減少了鋼水二次氧化、過程結(jié)冷瘤等現(xiàn)象。
4.3模內(nèi)充氬優(yōu)化
澆注前對(duì)鋼錠模內(nèi)進(jìn)行模內(nèi)充氬，將鋼錠模內(nèi)存儲(chǔ)的空氣排出，保證鋼水進(jìn)入澆注系統(tǒng)后不與空氣接觸，減少鋼水二次氧化。本研究對(duì)鋼錠模內(nèi)充氬過程中氧氣濃度變化情況進(jìn)行標(biāo)定，確定合適的充氬時(shí)間，既能減少鋼錠模內(nèi)氧氣濃度又能減少氬氣使用量，在較低成本條件下實(shí)現(xiàn)更好的效果。鋼錠模內(nèi)氧氣濃度隨充氬時(shí)間的變化情況如表3所示。
從表3中可以看出，隨著模內(nèi)充氬時(shí)間的延長(zhǎng)，鋼錠模內(nèi)氧含量呈下降趨勢(shì)，充氬15min后氧含量達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)1.2738hh鋼材價(jià)格，繼續(xù)充氬氧含量始終保持在17.6%左右，沒有繼續(xù)降低的趨勢(shì)，因此模內(nèi)充氬時(shí)間設(shè)定為15min。
通過氬氣保護(hù)澆注系統(tǒng)優(yōu)化和模內(nèi)充氬優(yōu)化，使得鋼材探傷夾雜率由1.6%降低至0.08%，有效降低了鋼材廢品率的產(chǎn)生，具體如表4所示。
（1）鋼中大顆粒及異常夾雜物由于澆注過程鋼液存在與空氣接觸的二次氧化過程，導(dǎo)致在澆注過程中形成大量氧化物夾雜，夾雜物進(jìn)入鋼錠后形成材料內(nèi)部缺陷，影響模具材料的拋光性能。
（2）通過氬氣保護(hù)澆注系統(tǒng)優(yōu)化，有效防止了澆注過程鋼水的二次氧化；通過模內(nèi)充氬優(yōu)化，降低了澆注系統(tǒng)內(nèi)氧氣濃度，可以有效控制鋼材的夾雜物水平，滿足材料拋光要求。
TheEnd
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