電渣重熔
關(guān)注創(chuàng)建者：張杰_5726 創(chuàng)建時(shí)間：2017-02-13
電渣重熔的實(shí)例教程
⑶、一般質(zhì)量的模具鋼材多，高質(zhì)量的模具鋼材少，相當(dāng)部分要求高的模具鋼都需要經(jīng)過真空精煉和電渣重溶，國外有的企業(yè)規(guī)定截面大于150mm的模具鋼材，全部進(jìn)行電渣重熔，以保證鋼材的高純凈度、高致密度、高等向性，而我國通過電渣重熔的模具鋼所占的份額很小。
⑶、一般質(zhì)量的模具鋼材多，高質(zhì)量的模具鋼材少，相當(dāng)部分要求高的模具鋼都需要經(jīng)過真空精煉和電渣重溶，國外有的企業(yè)規(guī)定截面大于150mm的模具鋼材，全部進(jìn)行電渣重熔，以保證鋼材的高純凈度、高致密度、高等向性，而我國通過電渣重熔的模具鋼所占的份額很小。
⑶、一般質(zhì)量的模具鋼材多，高質(zhì)量的模具鋼材少，相當(dāng)部分要求高的模具鋼都需要經(jīng)過真空精煉和電渣重溶，國外有的企業(yè)規(guī)定截面大于150mm的模具鋼材，全部進(jìn)行電渣重熔，以保證鋼材的高純凈度、高致密度、高等向性，而我國通過電渣重熔的模具鋼所占的份額很小。
據(jù)國際模具及五金塑膠產(chǎn)業(yè)供應(yīng)商協(xié)會(huì)常務(wù)秘書長羅百輝介紹，模具用材料范圍很廣，從一般的碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼、不銹鋼、馬氏體時(shí)效鋼到硬質(zhì)合金、難熔合金、高溫合金、非鐵金屬等都可選用，其中主要是屬于合金工具鋼的模具鋼。目前，中國合金工具鋼的產(chǎn)量已居世界前列，其中合金模具鋼約為10萬噸。中國模具工業(yè)每年消耗模具材料合計(jì)為30萬-40萬噸，其中合金模具鋼為13萬-15萬噸。 國際模具及五金塑膠產(chǎn)業(yè)供應(yīng)商協(xié)會(huì)鋼材專業(yè)委員會(huì)專家顧問李光超表示，目前國產(chǎn)模具鋼材高質(zhì)量的比較少，相當(dāng)部分要求高的模具鋼都需要經(jīng)過真空精煉和電渣重熔，以保證鋼材的高純凈度、高致密度、高等向性，而通過電渣重熔的模具鋼所占的份額很小。模具鋼市場(chǎng)80%左右是黑皮圓棒材，用戶拿到材料以后還要自己改鍛改制，材料利用率低，生產(chǎn)周期長，不能適應(yīng)現(xiàn)代模具制造業(yè)的需要。
傳統(tǒng)鋼材替代技術(shù)
深圳市鑄威特殊鋼有限公司研制開發(fā)的新型、高效率TS4模具銅合金材料，硬度可達(dá)HRC38-45度，不用熱處理，制作加工容易，摩擦系數(shù)低，并且在合金中加入耐磨元素，使本來就耐磨的銅合金的耐磨性更進(jìn)一步提高，特別適合做拉伸模的需要。在模具制造的成本中，材料費(fèi)用往往只占模具成本的20%左右，但模具工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)就是模具使用效率的競(jìng)爭(zhēng)，而不是以模具材料低價(jià)位來取勝，因此對(duì)于要求較高的長壽命模具，在選用模具材料時(shí)往往需要精益求精。例如采用碳化物不均勻度為5-6級(jí)的Cr12MoV鋼制造拉伸模，使用壽命往往不足1萬件；而采用TS4銅合金模材制造拉伸模，使用壽命可達(dá)7萬件甚至更多。這是因?yàn)門S4銅合金模材的導(dǎo)熱性好，可以保證工作中的模具溫度分布均勻，不會(huì)因局部高溫使模具產(chǎn)生裂紋，也不會(huì)使拉伸產(chǎn)品表面出現(xiàn)冷焊脫痕及起皺現(xiàn)象，既縮短開模時(shí)間，提高模具壽命，又提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
展開 5、真空冶金：在低于0.1MPa至超高真空條件下[133.3×（＜760～10-12）Pa]進(jìn)行的冶金過程，包括金屬及合金的提煉、冶煉、重熔、精煉、成形和熱處理。目的主要在于：①減少金屬受氣相的污染；②降低溶解于金屬中的氣體或易揮發(fā)的雜質(zhì)含量；③促進(jìn)有氣態(tài)產(chǎn)物的化學(xué)反應(yīng)；④避免由耐火材料容器帶來的污染。以適應(yīng)高性能金屬材料及新型金屬材料的需要。隨著生產(chǎn)電熱材料、電工合金、軟磁合金以及高溫鎳基合金等高性能和新型金屬材料的需要，發(fā)展了各種真空熔煉方法，主要有真空電阻熔煉、真空感應(yīng)熔煉、真空電弧重熔、電子束熔煉及電渣重熔等。
6、真空電弧熔煉：在真空（10-2～10-1Pa）下借助電弧供熱重熔金屬和合金的工藝，也稱VAR法。其過程是：以水冷銅坩堝為正極，被熔自耗電極接在經(jīng)滑動(dòng)密封進(jìn)入爐體的假電極上為負(fù)極，輸入低壓直流電流在電極與坩堝底之間引弧，借助電弧供熱重熔金屬和合金。伴隨自耗電極的熔化，通過控制電極的下降速度，將自耗電極重熔為成分均勻、組織致密、純凈度高和偏析少的重熔鋼錠。它不僅用于重熔活性金屬和耐熱難熔金屬，而且也用于重熔使用要求較嚴(yán)格的高溫合金和特殊鋼。
7、真空電子束熔煉：在較高真空（133.3×10-4～133.3×10-8Pa)下用電子槍發(fā)射電子束，轟擊被熔煉物料（作為陽極），使之熔化并滴入水冷銅結(jié)晶器凝固成錠的熔煉方法。錠由機(jī)械裝置連續(xù)抽出。此法可以調(diào)節(jié)能量分布，控制熔化速度。電子束重熔材料的純凈度比其他真空熔煉法的更高。它適于熔煉鎢、鉬等金屬及其合金、高級(jí)合金鋼、高溫合金和超純金屬。
8、真空電阻熔煉：在真空下以電流通過導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱為熱源的熔煉方法。一般采取間接加熱，由電熱體把熱能傳給爐中物料。根據(jù)需要，電阻爐內(nèi)的氣氛可以是惰性或保護(hù)性的。真空電阻爐可設(shè)計(jì)成熔煉爐或熱處理爐。
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這種帶狀組織可以通過電渣重熔、增大結(jié)晶速度來消除。
2、由熱加工溫度不當(dāng)引起的帶狀組織，即熱加工停鍛溫度于二相區(qū)時(shí)（Ar1和Ar3之間），鐵素體沿著金屬流動(dòng)方向從奧氏體中呈帶狀析出，尚未分解的奧氏體被割成帶狀，當(dāng)冷卻到Ar1時(shí)，帶狀?yuàn)W氏體轉(zhuǎn)化為帶狀珠光體。這種組織可通過提高終軋溫度、增大鍛造比或擴(kuò)散退火、正火的方法來改善或消除。
這種帶狀組織可以通過電渣重熔、增大結(jié)晶速度來消除。
2、由熱加工溫度不當(dāng)引起的帶狀組織，即熱加工停鍛溫度于二相區(qū)時(shí)（Ar1和Ar3之間），鐵素體沿著金屬流動(dòng)方向從奧氏體中呈帶狀析出，尚未分解的奧氏體被割成帶狀，當(dāng)冷卻到Ar1時(shí)，帶狀?yuàn)W氏體轉(zhuǎn)化為帶狀珠光體。這種組織可通過提高終軋溫度、增大鍛造比或擴(kuò)散退火、正火的方法來改善或消除。
3、成分偏析引起的帶狀組織很難用熱處理的方法加以消除。
材料的純凈度是由熔煉工藝過程決定的，因此，采用凈化冶煉方法（如真空熔煉、真空除氣和電渣重熔等）均可有效降低鋼中的雜質(zhì)含量，改善材料的疲勞性能。
8. 表面性能變化及殘余應(yīng)力的影響
表面狀態(tài)的影響除前已提及的表面光潔度外，還包括表層機(jī)械性能的變化及殘余應(yīng)力對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響。
材料的純凈度是由熔煉工藝過程決定的，因此，采用凈化冶煉方法（如真空熔煉、真空除氣和電渣重熔等）均可有效降低鋼中的雜質(zhì)含量，改善材料的疲勞性能。
HPM38高優(yōu)質(zhì)鏡面塑料模具鋼(420 ESR)
出廠硬度
特 征
用 途
預(yù)硬處理HB300-330
鏡面拋光特性極佳；耐腐蝕性優(yōu)良的電渣重熔13鉻鉬不銹鋼，不需鍍鉻；熱處理變形極少，是精密模具最佳選擇；防銹性高，不需擔(dān)心模具保管問題；熱處理硬度可達(dá)HRC50-56。
電渣熔鑄
鑄鋼材質(zhì)曲軸在三焱公司已投入批量生產(chǎn)，將電渣重熔技術(shù)應(yīng)用于曲軸的生產(chǎn)，使鑄造曲軸性能可能和鍛造性能媲美。并具有研發(fā)周期快，金屬利用率高，設(shè)備簡(jiǎn)單，產(chǎn)品性能優(yōu)越等特點(diǎn)。
3、鐵路車輛方面
目前，中國鐵路重載列車用軸承采用國產(chǎn)電渣重熔G20CrNi2MoA滲碳鋼制造，而國外已經(jīng)將超高純軸承鋼（EP鋼）的真空脫氣冶煉技術(shù)、夾雜物均勻化技術(shù)（IQ鋼）、超長壽命鋼技術(shù)（TF鋼）、細(xì)質(zhì)化熱處理技術(shù)、表面超硬化處理技術(shù)和先進(jìn)的密封潤滑技術(shù)等應(yīng)用到軸承的生產(chǎn)和制造，從而大幅度提升了軸承的壽命與可靠性。
太重的研究中給出了堿性電爐鋼和電渣重熔煉鋼的各向異性系數(shù)，但未能開展科學(xué)的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。研究者經(jīng)過對(duì)太重統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的處理，然后用t檢驗(yàn)進(jìn)行分析，給出科學(xué)分析結(jié)果和結(jié)論：電爐鋼延伸率異向系數(shù)、截面收縮率異向系數(shù)、沖擊值異向系數(shù)的總體均數(shù)與電渣鋼延伸率異向系數(shù)、截面收縮率異向系數(shù)、沖擊值異向系數(shù)差異均顯著。并由此得出科學(xué)推論，采用電渣鋼的煉鋼方法，的確解決了長軸類鍛件的各向異性問題。
30CrNiMo8 軸工藝分析
軸材質(zhì)為30CrNiMo8，電渣重熔方式生產(chǎn)，合金元素較多，內(nèi)部缺陷相對(duì)較少。由于30CrNiMo8 軸直徑超過200mm，從電機(jī)軸調(diào)質(zhì)技術(shù)要求看，不僅有高強(qiáng)度的機(jī)械性能及-40℃的低溫沖擊，而且對(duì)表面硬度及橫截面硬度梯度有嚴(yán)格要求，同時(shí)對(duì)金相組織也有均勻性要求。
中科院金屬所在研究復(fù)雜鎳基單晶鑄件時(shí)，采用Pro-cast 軟件對(duì)定向凝固過程中的溫度場(chǎng)分布進(jìn)行了模擬[4]；河北工業(yè)大學(xué)在研究電極結(jié)構(gòu)對(duì)M2高速鋼鋼錠電渣重熔工藝的影響的過程中，采用了有限元模擬分析，對(duì)渣池的流場(chǎng)和溫度場(chǎng)進(jìn)行了分析[5]。
