鋳鋼の製造技術

公開時間： 06 / 26 2021 著者：サイト編集者訪問：11451

より高い強度、可塑性、靭性を必要とする機械部品には、鋳鋼が必要です。鋳鋼の生産量は鋳鉄に次ぐもので、鋳物の総生産量の約15％を占めています。

鋳鋼の製造技術

鋳鋼は、化学組成により、炭素鋳鋼と合金鋳鋼の80つのカテゴリーに分類できます。その中で、炭素鋳鋼が最も広く使用されており、鋳鋼の総生産量のXNUMX％以上を占めています。

1.炭素鋳鋼

一般に、低炭素鋼ZG15は融点が高く、鋳造性能が低く、モーター部品または浸炭部品の製造にのみ使用されます。中炭素鋼ZG25〜ZG45は、あらゆる鋳鉄よりも高い総合特性、高強度、優れた性能を備えています。その可塑性と靭性により、列車の車輪、鍛造ハンマースタンドとアンビル、ロール、高圧バルブなど、複雑な形状、高強度と靭性の要件を持つ部品の製造に適しています。これは最も広く使用されているタイプの炭素鋳鋼です。高炭素鋼ZG55は融点が低く、中炭素鋼に比べて鋳造性能は優れていますが、可塑性や靭性が低く、耐摩耗性部品の製造にしか使用されていません。

2.合金鋳鋼

合金元素の総量に応じて、合金鋳鋼は、低合金鋼と高合金鋼のXNUMXつのカテゴリに分類できます。

低合金鋳鋼、我が国では主にマンガン系、マンガンシリコン系、クロム系を使用しています。 ZG40Mn、ZG30MnSi1、ZG30Cr1MnSi1など。歯車、油圧プレス加工シリンダー、油圧タービンローターなどの部品の製造に使用され、ZG40Cr1は一般に高強度歯車や高強度シャフトなどの重要な応力部品の製造に使用されます。。
耐摩耗性、耐熱性、耐食性などの特殊特性を備えた高合金鋳鋼。たとえば、高マンガン鋼ZGMn13は一種の耐摩耗鋼であり、主に掘削機の前壁やグラブ歯、トラクターやタンクのクローラーなど、乾式摩擦作業条件下で使用される部品の製造に使用されます。クロムニッケルステンレス鋼ZG1Cr18Ni9、クロムステンレス鋼ZG1Cr13、ZGCr28などは、硝酸に対する耐食性が高く、主に化学、石油、化学繊維、食品機器部品の製造に使用されています。

鋳鋼の鋳造工程特性

鋳鋼の機械的性質は鋳鉄よりも高いですが、その鋳造特性は鋳鉄よりも劣っています。鋳鋼は融点が高いため、酸化しやすく、流動性が悪く、収縮が大きい。その本体収縮率は10-14％であり、線形収縮は1.8-2.5％です。不十分な注入、冷間分離、収縮と多孔性、鋳鋼の亀裂と砂の付着などの欠陥を防ぐために、鋳鉄よりも複雑なプロセス対策を採用する必要があります。

1.溶鋼の流動性が悪いため、防風壁や鋳鋼の注入不足を防ぐため、鋳鋼の肉厚は8mm以上にする必要があります。注湯システムの構造は単純で、断面サイズは鋳鉄の断面サイズよりも大きくする必要があります。ドライキャスティングまたはホットモールドが使用されます。注湯温度が高く、溶鋼の過熱度が高く、液相が長く保たれ、流動性が向上するため、注湯温度を適切に上昇させます（通常1520°〜1600°C）。ただし、注入温度が高すぎると、粗粒、熱亀裂、気孔、砂の付着などの欠陥が発生します。したがって、小さくて薄い壁の複雑な形状の鋳造物の鋳造温度は、鋼の融点温度+ 150°Cとほぼ同じです。大きくて厚い壁の鋳造物の鋳造温度は、その融点よりも約100℃高い。
2.鋳鋼の収縮は鋳鉄の収縮を大幅に上回っているため、鋳物の収縮空洞や収縮欠陥を防ぐために、ほとんどの鋳造プロセスでは、ライザー、冷鉄、補助金などの対策を講じて連続凝固を実現しています。、鋳鋼の収縮空洞、収縮多孔性、細孔および亀裂の発生を防ぐために、壁の厚さを均一にし、鋭い角および直角構造を避け、鋳物砂に鋸塵を加え、コークスを加える必要がありますコアに、中空コアとオイルサンドコアは、砂型またはコアの後退性と通気性を向上させるために使用されます。鋳鋼の融点は高く、それに応じて鋳造温度も高くなります。高温での溶鋼と金型材料の相互作用により、粘着性のある砂の欠陥が発生しやすくなります。そのため、型には耐火性の高い人工石英砂を使用し、型の表面には石英粉やジルコニウム砂粉をコーティングしたものを使用する必要があります。ガス源を減らし、溶鋼の流動性と型の強度を向上させるために、ほとんどの鋳鋼は、CO2硬化ケイ酸ナトリウム砂型などの乾式または速乾型で鋳造されます。
3.鋳鋼の熱処理：すべての鋳鋼は熱処理後に使用する必要があります。鋳鋼状態の鋳鋼には、気孔率、亀裂、収縮空洞、収縮気孔率、粗粒、不均一な構造、残留内部応力などの鋳造欠陥があるため、強度、特に鋳鋼の可塑性と靭性は大幅に削減されます。粒子を微細化し、構造を均一にし、内部応力を排除するには、鋳鋼を正規化または焼きなましする必要があります。正規化鋼は、焼きなまし鋼よりも機械的特性が高く、コストが低いため、より多くの用途があります。ただし、焼ならし処理は焼鈍よりも内部応力が大きくなるため、炭素含有量が0.35％未満の鋳鋼にのみ適しています。低炭素鋼の鋳物は可塑性に優れているため、冷却中に割れにくくなります。内部応力を低減するために、鋳鋼は正規化後に高温で焼き戻しする必要があります。炭素含有量が0.35％以上で、構造が複雑で割れやすい鋳鋼の場合、焼鈍処理のみを行うことができます。鋳鋼は急冷しないでください。急冷しないと、簡単に割れてしまいます。
4.鋳鋼の製錬：鋳鋼の製錬は、一般的に平炉、電気アーク炉、誘導炉を使用します。オープンハースは、その大容量、原料としてのスクラップ鋼の使用、鋼の組成を正確に制御する能力、および高品質鋼と低合金鋼を精錬する能力によって特徴付けられます。これは主に、高品質要件のある大型鋳鋼の溶鋼の製錬に使用されます。

三相電気アーク炉は、起動と停止が簡単で、溶鋼の組成と品質を確保でき、装入要件がそれほど厳しくなく、加熱しやすいため、高炉になります。 -高品質鋼、高級合金鋼、特殊鋼など。これは、鋼鋳物の一般的な装置である生産成形品です。

さらに、電源周波数または中間周波数の誘導炉を使用して、さまざまな高品質の合金鋼や炭素含有量が非常に少ない鋼を精錬することができます。誘導炉は、製錬速度が速く、合金元素の燃焼損失が少なく、エネルギー消費量が少なく、溶鋼の品質が高い、つまり不純物含有量が少なく、介在物が少ない。小さな鋳鋼のワークショップに適しています。

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