金鉬集團卅十畝地選礦廠 （陜西 714102） 崔林科

陜西華縣金堆城鉬業(yè)集團有限公司 （714102） 李志翔 李亞峰 劉利安

目前，我集團機電修配廠耐磨一車間、二車間及鑄鐵車間生產(chǎn)使用的磨球模具都是由普通灰鑄鐵加工而成，模具使用壽命短，每年投入的模具更新費用高達100多萬元，大幅增加了生產(chǎn)磨球的成本。普通灰鑄鐵最致命的弱點就是其高溫強度差，這主要是由于其高溫相轉(zhuǎn)變點相對較低（300～400℃）所致。本項目研制的高硅合金化耐熱材料將高溫相轉(zhuǎn)變點提高到800～1200℃，大幅延長了模具的使用壽命。

1.生產(chǎn)工藝過程控制

（1）化學(xué)成分優(yōu)化 為了最大限度地發(fā)揮高硅耐熱合金的耐高溫、多周次疲勞點蝕性及抗反復(fù)蠕變性，需結(jié)合模具使用工況條件，對高硅耐熱合金模具的組織及性能提出要求。并根據(jù)工況條件和高溫工作環(huán)境來選擇合適的基體組織和碳化物類型，使耐高溫、多周次疲勞點蝕性和抗反復(fù)蠕變性等力學(xué)性能指標均達到合理的匹配，從而大幅提高耐高溫、多周次疲勞點蝕性及抗反復(fù)蠕變性，延長模具的使用壽命，優(yōu)化后的化學(xué)成分為wC＝3.2%～3.5%、wSi＝2.5%～3.0%、wMn＝0.2%～0.25%、wP≤0.06%、wS≤0.05%。

（2）熔煉工藝控制 為得到高質(zhì)量的鐵液，采用750kg中頻感應(yīng)電爐熔煉，出爐溫度控制在1500～1550℃，澆注溫度控制在1380～1450℃。蠕化處理采用包底沖入法，將稀土硅鐵合金放入包底一側(cè)，鐵液沖向另一側(cè)，并充分攪拌，增強稀土元素的擴散能力，使鐵液無沸騰，蠕化處理平穩(wěn)進行。

（3）造型工藝控制 為確保鑄型具有最合理的溫度梯度分布，保證鑄件最佳成形條件，采用消失模鑄造工藝來生產(chǎn)磨球模具，模樣選用密度為18g/dm3的可發(fā)性聚苯乙烯泡沫材料，自制水基石英粉涂料，采用浸涂及刷涂相結(jié)合的方式刷涂料，烘干溫度為30～40℃。烘干后再涂刷3遍，使涂層厚度達1～2mm。在球窩處用樹脂砂制作砂芯，并扎排氣孔，將砂芯烘干。采用自制的長1600mm、寬1000mm、高700mm的底抽式負壓砂箱，每箱埋6件，用粒度為0.90～0.45mm（20～40目）的石英砂作造型材料。在埋箱過程中采用平放、打砂芯、底注的鑄造工藝。澆注溫度控制在1430℃左右，負壓值控制在0.04Pa，打箱時間控制在30h左右。

（4）熱處理工藝控制 在箱式電阻爐中回火，以降低或消除內(nèi)應(yīng)力，減少模具的變形，防止開裂。工藝操作規(guī)范為：以50～100℃/h升溫至250～300℃，保溫3～5h，然后隨爐冷卻。

2.模具生產(chǎn)應(yīng)用效果

（1）模具使用壽命由400～500次延長至600～800次。

（2）該生產(chǎn)工藝在實際生產(chǎn)中，不僅緩解了生產(chǎn)成本壓力，年節(jié)省模具投入費用近百萬元，且對公司其他耐熱配件的生產(chǎn)具有借鑒推廣作用，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟效益。