铸钢件碳弧气刨预热方法 |
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| 申请号 | CN201710605242.7 | 申请日 | 2017-07-24 | 公开(公告)号 | CN107350600A | 公开(公告)日 | 2017-11-17 |
| 申请人 | 共享铸钢有限公司; | 发明人 | 马进; 黄敬; 冯周荣; 杨爱宁; 纳学洋; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提出一种金属材料尤其是 碳 钢 和低 合金 钢材料铸钢件在碳弧气刨裂纹 缺陷 或尺寸多肉缺陷时预热 温度 的快速确定及操作方法，采用本发明的方法，工艺简单，可操作性强，通过以上预热温度的计算和预热过程的控制，可以根据具体的铸件材质、所碳弧气刨的缺陷及尺寸深度，确定相应的预热 温度控制 参数，避免盲目或粗略的操作，从而避免了碳弧气刨过程中或碳弧气刨后铸钢件发生开裂的现象，提高铸钢件工艺操作 质量 ，避免铸钢件报废造成的成本损失，满足顾客交期，适合工业大生产，能产生显著的经济和社会效益。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种铸钢件碳弧气刨预热方法，其特征在于： |
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| 说明书全文 | 铸钢件碳弧气刨预热方法技术领域[0001] 本发明涉及碳弧气刨技术领域，尤其涉及一种铸钢件碳弧气刨预热方法。 背景技术[0002] 铸钢件在铸造生产的过程中，难免会产生一些铸造缺陷，如夹渣、缩松、冷隔、裂纹等。对于一些超标缺陷，必须清除干净，并严格按照焊接工艺评定的参数方法对缺陷进行填充焊接。有时，铸件会存在尺寸多肉的情况，需要将尺寸多肉的地方去除，直至达到尺寸形状公差要求。这些缺陷去除和尺寸多肉去除最常用、最高效的方法是采用碳弧气刨的方法。在碳弧气刨的过程中，气刨枪与金属之间产生高温，从而将所气刨的地方金属熔化，熔化的金属液被气刨枪上的压缩空气吹离金属基体，从而达到去除金属的作用。在挖除缺陷或去除多余尺寸的过程中，碳弧气刨处会产生大量的热量，从而使金属局部产生高温，和周边金属产生温度差，导致热应力的存在，且碳弧气刨后，气刨过的表面从高温快速冷却下来后，相当于局部淬火，从而发生组织转变，产生组织应力。热应力加上组织应力的叠加，会在气刨处产生高的应力，如果这个应力超过了金属材料的强度，就会导致碳弧气刨处产生裂纹。 原缺陷没有消除，又产生了新的缺陷，势必降低铸件质量，增加铸件处理成本，严重的会导致铸件报废。 [0003] 为此，在实际生产过程中，为减小这种应力，避免碳弧气刨处产生裂纹，传统经验办法就是在碳弧气刨的区域进行适当的预热。预热的作用：一是使碳弧气刨区周边的温度和碳弧气刨区温差减小，从而减小热应力；二是，通过预热碳弧气刨区及其周边，使碳弧气刨后的金属表面降温速度变得缓慢，从而使碳弧气刨表面的组织更多地转变成非马氏体的组织，即塑韧性好、比容较小的组织，这样会降低组织应力。 发明内容[0005] 有必要提出一种可以定量确定铸钢件预热温度铸钢件碳弧气刨预热方法。 [0006] 一种铸钢件碳弧气刨预热方法，所述铸钢件的成分含量为，C＝0.07-0.22％,Si＝0-0.6％,Mn＝0.4-1.4％,Cu＝0-0.5％,Ni＝0-1.2％,Cr＝0-1.2％, [0007] Mo＝0-0.7％,V＝0-0.12％,Nb＝0-0.04％,Ti＝0-0.05％,B＝0-0.005％； [0008] 对于待气刨缺陷类型为向铸钢件内部延伸的裂纹缺陷时，所述预热方法包括以下步骤： [0009] 对铸钢件取样，并对样品的铸钢件材料冷裂纹敏感指数Pcm、铸钢件金属中扩散氢含量[H]、铸钢件金属抗拉强度Rm进行计算；其中，Pcm的计算依据Pcm＝C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B公式来计算，各成分含量为上述铸钢件的成分百分含量； [0010] 检测铸钢件待被碳弧气刨的裂纹缺陷的最深深度h； [0011] 依据预热温度计算公式计算得到铸钢件的预热温度，并将铸钢件整体送入预热炉内预热，然后对预热后的铸钢件进行碳弧气刨； [0012] 其中，预热温度T＝T1+100～150℃，T1的计算公式为T1＝324Pcm+17.7[H]+0.14Rm+4.72h-214，所述公式中， [0013] T1：铸钢件气刨的预热温度，单位为℃； [0014] Pcm：铸钢件材料冷裂纹敏感指数； [0015] [H]:铸钢件金属中扩散氢含量，单位为ml/100g； [0016] Rm:被碳弧气刨的铸钢件金属抗拉强度，单位为MPa； [0017] h:被碳弧气刨的裂纹缺陷的最深深度，单位为mm； [0018] 将上述样品中计算或检测得到的各参数的代数数值代入公式计算得到铸钢件碳弧气刨的预热温度T1。 [0019] 本发明提出一种金属材料尤其是碳钢和低合金钢材料铸钢件在碳弧气刨裂纹缺陷或尺寸多肉缺陷时预热温度的快速确定及操作方法。采用以上方法，工艺简单，可操作性强，通过以上预热温度的计算和预热过程的控制，可以根据具体的铸件材质、所碳弧气刨的缺陷及尺寸深度，确定相应的预热温度控制参数，避免盲目或粗略的操作，从而避免了碳弧气刨过程中或碳弧气刨后铸钢件发生开裂的现象。提高铸钢件工艺操作质量，避免铸钢件报废造成的成本损失，满足顾客交期。适合工业大生产，能产生显著的经济和社会效益。 具体实施方式[0020] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将结合实施例做进一步的说明。 [0021] 本发明实施例提供了一种铸钢件碳弧气刨预热方法，所述铸钢件的成分含量为，C＝0.07～0.22％,Si＝0～0.6％,Mn＝0.4～1.4％,Cu＝0～0.5％,Ni＝0～1.2％,Cr＝0～1.2％,Mo＝0～0.7％,V＝0～0.12％,Nb＝0～0.04％,Ti＝0～0.05％,B＝0～0.005％； [0022] 对于待气刨缺陷类型为向铸钢件内部延伸的裂纹缺陷时，所述预热方法包括以下步骤： [0023] 对铸钢件取样，并对样品的铸钢件材料冷裂纹敏感指数Pcm、铸钢件金属中扩散氢含量[H]、铸钢件金属抗拉强度Rm进行计算；其中，Pcm的计算依据Pcm＝C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B公式来计算，各成分含量为上述铸钢件的成分百分含量； [0024] 检测铸钢件待被碳弧气刨的裂纹缺陷的最深深度h；[H]和Rm的计算及h的检测为本领域技术人员所熟知的现有技术； [0025] 依据预热温度计算公式计算得到铸钢件的预热温度，并将铸钢件整体送入预热炉内预热，然后对预热后的铸钢件进行碳弧气刨； [0026] 其中，预热温度T＝T1+100～150℃，T1的计算公式为T1＝324Pcm+17.7[H]+0.14Rm+4.72h-214，所述公式中， [0027] T1：铸钢件气刨的预热温度，单位为℃； [0028] Pcm：铸钢件材料冷裂纹敏感指数； [0029] [H]:铸钢件金属中扩散氢含量，单位为ml/100g； [0030] Rm:被碳弧气刨的铸钢件金属抗拉强度，单位为MPa； [0031] h:被碳弧气刨的裂纹缺陷的最深深度，单位为mm； [0032] 将上述样品中计算或检测得到的各参数的代数数值代入公式计算得到铸钢件碳弧碳弧气刨的预热温度T1。 [0033] 本发明还给出了[H]、h、Rm的参考数值范围，如[H]＝1～5ml/100g，h＝19～50mm,Rm＝400～1000MPa，当计算或检测的各参数落入该范围后，依据上述预热温度的计算公式计算，当计算或检测的各参数超出该范围后，不采用该方法计算预热温度。 [0034] 对于整体进炉预热时，预热温度为T＝T1+100～150℃，如此设置，是因为在铸钢件预热后出炉后转运至气刨室的过程中会出现的降温，使得铸钢件的温度降低到预算的温度以下，进而影响气刨操作，所以预热温度要在计算的T1的基础上增加100～150℃，对于局部预热时预热温度T＝T1即可。 [0035] 进一步，对于待气刨缺陷类型为附着于铸钢件表面的多肉缺陷时，所述预热方法包括以下步骤： [0036] 对铸钢件取样，并对样品的铸钢件材料冷裂纹敏感指数Pcm、铸钢件金属中扩散氢含量[H]、铸钢件金属抗拉强度Rm进行计算；其中，Pcm的计算依据Pcm＝C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B公式来计算，各成分含量为上述铸钢件的成分百分含量； [0037] 依据预热温度计算公式计算得到铸钢件的预热温度，并将铸钢件整体送入预热炉内预热，然后对预热后的铸钢件进行碳弧气刨； [0038] 其中，预热温度T＝T2+100～150℃，T2的计算公式为T2＝324Pcm+17.7[H]+0.14Rm-214，所述公式中， [0039] T2：铸钢件气刨的预热温度，单位为℃； [0040] Pcm：铸钢件材料冷裂纹敏感指数； [0041] [H]:铸钢件金属中扩散氢含量，单位为ml/100g； [0042] Rm:被碳弧气刨的铸钢件金属抗拉强度，单位为MPa； [0043] 将上述样品中计算或检测得到的各参数的代数数值代入公式计算得到铸钢件碳弧碳弧气刨的预热温度T2。 [0044] 该方法适用于去除多肉缺陷的铸钢件气刨方法，由于对铸钢件的多肉进行碳弧气刨时，一般从铸钢件表面多肉处，一层一层地去碳弧气刨，气刨深度较浅，且碳弧气刨区与周边铸件基体为圆滑过渡或为半开放式，因此拘束度很小，产生冷裂纹的风险性要比缺陷气刨的低，故尺寸碳弧气刨的预热温度相对缺陷碳弧气刨的预热温度要低，所以h可视为0，采用上述公式计算。 [0045] 而对于缺陷为裂纹缺陷时，对铸钢件的缺陷挖除，一般从铸钢件表面一层一层地向下碳弧气刨挖除，为了便于后序焊接，缺陷最终碳弧气刨后，缺陷坑的截面形状基本为U型或V型，缺陷坑拘束度较大，坑越深，坑壁所受的拘束度就越大，应力就越大，故预热温度就要越高，故h可视为所刨除缺陷深度，h是影响较大的因素。 [0046] 进一步，当铸钢件的裂纹缺陷和多肉缺陷所占面积小于铸钢件表面积的30％时，依据预热温度计算公式计算得到铸钢件的预热温度之后，对铸钢件采用局部预热，以使铸钢件达到预热温度，对铸钢件采用局部预热的操作为：采用天然气火焰枪对铸钢件的缺陷正面和/或背面进行加热，加热至铸钢件的预热温度为T＝T1或T＝T2，加热区面积取待气刨的多肉缺陷的面积的4～6倍和加热区面积为待气刨的裂纹缺陷的面积的4～6倍中的较大值，然后对预热后的铸钢件进行碳弧气刨。 [0047] 进一步，所述铸钢件的成分含量为，C＝0.1～0.2％,Si＝0～0.5％,Mn＝0.6～1％,Cu＝0～0.4％,Ni＝0～1％,Cr＝0～1％,Mo＝0～0.5％, [0048] V＝0～0.1％,Nb＝0～0.02％,Ti＝0～0.03％,B＝0～0.004％。 [0049] 进一步，所述铸钢件的成分含量为， [0050] C＝0.12％,Si＝0.1％,Mn＝0.6％,Cu＝0.1％,Ni＝0.2％,Cr＝0.1％,Mo＝0.2％,V＝0.05％, [0051] Nb＝0.01％,Ti＝0.01％,B＝0.001％； [0052] 在该铸钢件成分含量时，依据上述方式分别计算得到的预热温度T1＝179℃，T2＝37℃，计算方法为，先计算Pcm＝0.12+0.1/30+(0.6+0.1+0.1)/20+0.2/60+0.2/15+0.05/10+5*0.001＝0.19，在检测该铸钢件的样品的[H]＝5ml/100g，h＝30mm,Rm＝500MPa，代入T1＝324Pcm+17.7[H]+0.14Rm+4.72h-214＝147。则T＝T1+100℃＝247℃到T＝T1+150℃＝297℃，即铸钢件整体进入预热炉的预热温度为247～297℃。若铸钢件局部预热，预热温度为 147℃。 [0053] T2＝324Pcm+17.7[H]+0.14Rm-214＝6。则T＝T2+100℃＝106℃到T＝T2+150℃＝156℃，即铸钢件整体进入预热炉的预热温度为106～156℃。若铸钢件局部预热，预热温度为6℃。 [0054] 进一步，所述铸钢件的成分含量为， [0055] C＝0.15％,Si＝0.4％,Mn＝0.8％,Cu＝0.3％,Ni＝0.8％,Cr＝0.6％,Mo＝0～0.3％, [0056] V＝0～0.06％,Nb＝0～0.02％,Ti＝0～0.02％,B＝0～0.003％。 [0057] 本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。 [0058] 以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。 |
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