[發(fā)明專利]一種用于改善鑄錠晶粒大小和組織偏析的鑄造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710072302.3
• 申請日: 2017-02-10
• 公開（公告）號: CN106862538A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙素;韋東來
• 申請（專利權(quán)）人: 上海電機學(xué)院
• 主分類號: B22D27/20
• 分類號: B22D27/20
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司31227
• 代理人: 張榮義

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及碳鋼模鑄技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，特別涉及到一種用于改善鑄錠晶粒大小和組織偏析的鑄造方法。

背景技術(shù)

大型鍛件的生產(chǎn)工藝流程一般為：冶煉—鑄錠—加熱—鍛造—鍛后熱處理。其中冶煉和鑄錠是決定鍛件質(zhì)量水平的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，鋼錠質(zhì)量的好壞直接影響到鍛件的質(zhì)量好壞。生產(chǎn)中鋼錠總會形成這樣那樣的凝固缺陷，比如縮孔、疏松、夾雜、偏析和晶粒粗大等，大型鋼錠中的凝固缺陷尤其明顯。這些缺陷的存在會影響金屬宏觀和微觀的熱變形行為，使鍛造過程中金屬坯料內(nèi)部的變形分布不均勻，導(dǎo)致拉應(yīng)力的產(chǎn)生，當(dāng)其足夠大時，會萌生新的裂紋或使原有的裂紋擴展，最終引起鍛件報廢。

在澆注的過程中把鋼帶喂入鋼液中，可以改變鋼液中的溫度場，降低熔體過熱度、增加晶核數(shù)量細(xì)化晶粒，同時可以減少柱狀晶，減輕鑄錠中心偏析和疏松，改善鑄錠質(zhì)量。到目前為止，國內(nèi)外對連鑄結(jié)晶器喂帶技術(shù)進行過研究，但除了部分理論計算方面略有報道，其他相關(guān)內(nèi)容均對外保密，若把喂帶技術(shù)應(yīng)用到模鑄中去，同樣可以大大提高鑄錠質(zhì)量，但對這方面的相關(guān)報道很少。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種用于改善鑄錠晶粒大小和組織偏析的鑄造方法，通過控制鋼帶厚度、鋼帶喂入位置和澆注溫度等工藝參數(shù)，可以制備出高等軸晶率、細(xì)小的晶粒尺寸和較低偏析度的鑄態(tài)組織。

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種用于改善鑄錠晶粒大小和組織偏析的鑄造方法，包括如下步驟：

1)選定坩堝，并根據(jù)鋼帶喂入比選擇與鑄造模具相適合的鋼帶，所述鋼帶喂入比為鋼帶橫截面積與坩堝的鑄型橫截面積的比值；

2)用支架將所述鋼帶固定在坩堝的中部，并使鋼帶的端部與坩堝的底部保持一定距離；

3)把過熱的鋼液澆入插有鋼帶的鑄型中，過熱的鋼液用于熔化鋼帶，且保證鋼帶能形成共熔體，不會以固體形式殘留于坯體中；

4)進行組織分析，觀察組織偏析情況、晶粒大小和等軸晶比例。

進一步的，所述鋼液的過熱溫度為30℃。

進一步的，所述鋼帶端部距離坩堝的底部50mm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明具有顯著進步，通過合理控制過熱度和喂入比等工藝參數(shù)，便可制備出具有低偏析度，小的晶粒尺寸和高的等軸晶率的碳鋼，改善了鑄錠質(zhì)量，有利于進一步的后續(xù)加工。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的鋼帶喂入比為0.24％的鑄造組織示意圖。

圖2為本發(fā)明所述的鋼帶喂入比為0.96％的鑄造組織示意圖。

圖3為本發(fā)明所述的鋼帶喂入比為0％的鑄造組織示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實施方式，進一步闡述本發(fā)明。

實施例1

1)選用鑄型尺寸為255mm(長)×225mm(寬)×245mm(高)。

2)選用鋼帶成分見表1，尺寸為500mm(長)×70mm(寬)×2mm(厚)，鋼帶喂入比為0.24％。

3)用支架把鋼帶固定在坩堝(耐火磚材料)中部，鋼帶端部距離坩堝底部50mm。

4)把過熱度為30℃的鋼液(成分見表2)澆入插有鋼帶的鑄型中。

該工藝得到的等軸晶比例為48％，晶粒尺寸為8mm，偏析度為0.981。組織特征見圖1。

實施例2

1)選用鑄型尺寸為255mm(長)×225mm(寬)×245mm(高)。

2)選用鋼帶成分見表1，尺寸為500mm(長)×70mm(寬)×8mm(厚)，鋼帶喂入比為0.96％。

3)用支架把鋼帶固定在坩堝(耐火磚材料)中部，鋼帶端部距離坩堝底部50mm。

4)把過熱度為30℃的鋼液(成分見表2)澆入插有鋼帶的鑄型中。

該工藝得到的等軸晶比例為68％，晶粒尺寸為4.5mm，偏析度為0.922。組織特征見圖2。

實施例3

1)選用鑄型尺寸為255mm(長)×225mm(寬)×245mm(高)。

2)選用鋼帶喂入比為0％。

3)用支架把鋼帶固定在坩堝(耐火磚材料)中部，鋼帶端部距離坩堝底部50mm。

4)把過熱度為30℃的鋼液(成分見表2)澆入插有鋼帶的鑄型中。

該工藝得到的等軸晶比例為38％，晶粒尺寸為10.2mm，偏析度為0.99。組織特征見圖3。