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[摘要]通過對有拋光點蝕的大型汽車模具的分析，確定了鋼中夾雜物的影響，并通過掃描電鏡確定了夾雜物的成分和具體來源。通過優(yōu)化氬氣保護澆注系統(tǒng)，有效地防止了澆注過程中鋼液的二次氧化。通過優(yōu)化結(jié)晶器充氬，降低了澆注系統(tǒng)中的氧含量，有效地控制了鋼中夾雜物的水平。
2試驗材料和方法
2.1測試材料的準備
對于有缺陷的樣品，通過超聲波定位、宏觀確認和掃描電鏡成分分析，更終確定了夾雜物的具體來源。
3夾雜缺陷表征
解剖樣品后，在低倍顯微照片上發(fā)現(xiàn)明顯的大顆粒夾雜物，如圖1所示。
在2738hh進行大顆粒夾雜缺陷的掃描電子顯微鏡分析。模具鋼它的成分或多或少主要是氧化鋁，還含有錳和少量的氧化鉻。具體結(jié)果如圖2和表2所示?？梢耘袛鄪A雜物主要是澆注時鋼水的二次氧化造成的。
通過對樣品中夾雜物的定性分析，可以看出夾雜物主要是由澆注過程中鋼液的二次氧化造成的，因此澆注過程中需要對氬氣保護系統(tǒng)進行優(yōu)化。
4.1壓鑄工藝
4.2氬氣保護澆注系統(tǒng)的優(yōu)化
原氬氣保護裝置為喇叭型，澆注過程中鋼包水口與中注管漏斗磚距離過大，無法實現(xiàn)兩者的無縫連接，無法實現(xiàn)全封閉澆注。由于氬氣保護裝置(Krust 1.2738，德國)的先天缺陷，澆注時鋼水與空氣接觸，二次氧化的概率大，不利于保證產(chǎn)品質(zhì)量。為了解決這一問題，有必要研制一種新型的全封閉氬氣保護裝置。基于現(xiàn)有澆注設(shè)備的升降功能，設(shè)計了一種新型氬氣保護罩。經(jīng)過四次改進，更終形成了可伸縮的全封閉氬氣保護罩，澆注時可實現(xiàn)全封閉澆注。1.2738是什么材質(zhì)， 哪個減少了澆注時鋼水二次氧化和冷結(jié)的現(xiàn)象？
4.3模具充氬的優(yōu)化
澆注前向錠模內(nèi)充入氬氣，排出錠模內(nèi)儲存的空氣，保證鋼水進入澆注系統(tǒng)后不與空氣接觸，減少鋼水的二次氧化。本研究標定了充氬過程中錠模內(nèi)氧濃度的變化，確定了合適的充氬時間，既能降低錠模內(nèi)氧濃度，又能減少氬氣用量，以較低的成本達到更佳效果。鑄錠中氧濃度隨充氬時間的變化如表3所示。
從表3可以看出，隨著結(jié)晶器充氬時間的延長，錠模中的氧含量呈下降趨勢。充氬15分鐘后，氧含量達到穩(wěn)定狀態(tài)，連續(xù)充氬后氧含量保持在17.6%左右，沒有下降趨勢。因此，模具中的充氬時間設(shè)定為15分鐘。
通過氬氣保護澆注系統(tǒng)的優(yōu)化和結(jié)晶器充氬的優(yōu)化，鋼材探傷夾雜率由1.6%降至0.08%，有效降低了鋼材廢品率，如表4所示。
(1)鋼中的大顆粒和異常夾雜物是由于澆注時鋼液與空氣接觸發(fā)生二次氧化，導致澆注時形成大量氧化物夾雜物。夾雜物進入鑄錠后，形成材料內(nèi)部缺陷，影響模具材料的拋光性能。
(2)通過氬氣保護澆注系統(tǒng)的優(yōu)化，有效防止了澆注過程中鋼液的二次氧化；通過優(yōu)化模具充氬，降低澆注系統(tǒng)中的氧濃度，可以有效控制鋼的夾雜物水平，滿足材料拋光要求。
結(jié)束
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