1、毛坯的铸造

　　选用的稀土镁球铁的化学成分(质量分数,%)为:3.6￣3.8C、2.0￣2.4Si、0.5￣0.7Mn、P0.10、S0.03、0.03￣0.05Mg、0.03￣0.05RE。所用炉料为本溪铸造生铁(Z14、Z18、Q10、Q12),硅铁(含Si为75%),锰铁(含Mn为65%),废钢及回炉料。采用铸造焦,固定碳大于80%。生铁及回炉料均预先砸成尺寸小于mm,重量小于10kg的块料。废钢切割成尺寸小于mm,重量小于7kg的块料,并清除表面粘砂和铁锈。

　　球化剂为FeSiMg10RE9,加入量为铁液质量的1.6%,其粒度为10￣15mm,采用堤坝式仓底冲入法进行球化处理。孕育剂为75SiFe,加入量为铁液质量的0.8%,其粒度为10￣15mm,二次孕育加入量为铁液质量的0.2%,其粒度为3￣5mm。

　　采用冲天炉熔炼,熔化速率为2t/h,熔化温度为￣℃,浇注温度控制在￣℃,浇注时间应控制在20min以内,以避免球化衰退。采用砂型铸造,型腔刷石墨涂料。球铁试样的石墨形态如图2所示,球化率为1级,石墨大小为6级。

2、模板热处理模板毛坯在切削加工之前先进行去应力退火,即加热到￣℃,保温3h后缓冷,消除铸造内应力,防止模板机加工之后发生变形。模板机加工之后,需进行渗碳、淬火和低温回火处理,热处理工艺曲线如图3所示。采用气体渗碳,模板在井式渗碳炉中加热到℃,保温2h。渗碳后预冷到℃于油中淬火。淬火后组织不稳定,脆性大,淬火内应力也大,须立即进行回火,以防止模具变形开裂。回火温度为℃,保温2.5h。

　　模板试制结果及分析模板渗碳、淬火,再经低温回火后即可投入使用。16套稀土镁球铁模板分4组(每组4套)分别在4台压力机上与10钢制模板同时进行了压砖试验对比。第一组4套球铁模板平均寿命为块/套,10钢制模板为块/套。第二组球铁模板使用寿命为块/套,10钢制模板为块/套。第三组球铁模板使用寿命为块/套,10钢制模板为块/套。第四组球铁模板使用寿命为块/套,10钢制模板为块/套。试验结果表明,球铁模板使用寿命是10钢的1.6￣2.0倍。主要原因。

由图5可看出,球铁模板距表面6mm处(接近心部),其硬度仍然在HRC50以上,而10钢模板距表面2mm处,硬度就陡降至HRC40以下。球铁模板表面硬度均匀,一般在HRC59￣61,这就保证了模板在使用过程中表面各处磨损基本同步,从而避免了表面出现凹坑,使模板寿命提高。如前所述,10钢模板表面各处硬度极不均匀,存在着许多软点区,使用时各处磨损不同步,致使模具过早出现凹坑而失效,寿命降低。