摘要：矿产开采是我国的重要行业，人们的生产生活以及我国的军事、工业发展都离不开矿产资源。近年来，伴随我国社会的快速发展，人们对于各类矿产的需求量也在不断增加。为满足市场实际需要，就必须要注意矿石开采设备的整体质量，使其满足矿山生产的使用需求。对于矿山机械设备，其关键位置是通过铸造形成的，为提高矿石的采掘效率，就需要进一步优化机械设备铸造工艺，使相关设备的使用性能以及耐磨性等提升。鉴于此，本文就对矿山机械设备铸件铸造工艺进行研究分析，以供参考。
关键词：矿山机械设备；铸件铸造；铸造工艺
1.非锰系列耐磨合金钢
随着矿山机械设备的不断改进，相对应的机械使用性能也得到了极大的提高，非锰系列耐磨合金钢逐渐被开采。从非锰系列耐磨合金钢本身的特性进行分析，非锰系列耐磨合金钢最大特点是具有很长的使用寿命。而且还是高锰钢使用寿命的2倍，通过非锰系列耐磨合金钢的使用，可以在很大程度上提高球磨机的使用寿命和使用效率。但是在进行工艺处理的过程中，还需要根据实际的情况，来进行相应的改善，使合金钢的硬度耐性都能够得到进一步地改善，使其实用性能够得到进一步地加强。从我国当前的工艺来看，已经开发出了硬度为55RHC的合金钢和硬度为50RHC的合金钢，并得到了迅速的发展，在实际使用的过程中，也得到了非常充分地应用。
1.1奥氏体制磨锰钢
在进行矿山开采的过程中，可以将奥氏体制磨锰钢应用到矿山开采设备中，其耐磨性非常好，具有很高的硬度和韧性，以及很强的实用性。在矿山机械设备中大多器件都是以奥氏体制磨锰钢为原材料制成的，例如：实施球磨机衬板、回旋式破碎机衬板、圆锥式破碎机和破碎壁等，这些都是矿山机械设备中重要的组成部分。而从目前我国的使用情况来看，Mn13耐磨合金钢的应用最为广泛，但是一些发达国家使用最多的是Mn13Cr2奥氏耐磨合金钢，相较而言，奥氏耐磨合金钢的性能更好，由此可见，我国还需要加强奥氏耐磨合金钢的制作工艺，提高其耐磨的特性。
1.2耐磨白日铸铁
目前在全球的范围内，耐磨白日铸铁的使用非常广泛，而铬系白日铸铁使用率最高，现在高铬系白日铸铁的制造工艺和技术发展最为成熟。随着科学技术的不断发展和完善，人们已经研发出来了低铬耐磨铸铁和铬硅耐磨铸铁，这两种铬系耐磨铸铁不论是从耐磨性能，还是从硬度来看，都要高于高铬系耐磨铸铁，而且成产制作成本也比较低，具有很强的实用性，同时也具有很好的发展前景。例如：在矿山开采的设备中，对磨球耐磨性有着非常高的要求，而且还要在耐磨性基础之上，保证其不会出现开裂的情况。因此，对整体的制造质量就提出了更高的要求。而随着科技的进步，铸造工艺已经进入了一个产业化、自动化和大型化的发展模式。
2锰钢铸件的耐磨铸造工艺优化策略
2.1优化铸造工艺
矿山机械设备材料中，铸造工艺是重要的环节，大部分铸件都是利用锰钢作为原材料的，这是因为锰钢的耐磨性较强，矿山机械设备在进行铁矿开采时，遇到的原材料都十分坚硬，因此其要求设备具有较强的耐磨性，而锰钢是满足这一要求的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为使锰钢的耐磨性得到提升，提高机械设备的使用性，就要进一步优化矿山机械设备的铸造工艺。从目前情况看，锰钢的铸造及其热处理工艺是最为成熟、应用作为广泛的一种技术。
对锰钢进行热处理旨在利用热处理实现锰钢的单一奥氏体组织，使其韧性、硬度等满足铸件使用标准。与普通的碳钢相比，锰钢的导热性并不强，因此其热处理工艺的要求要更高。在热处理过程中，锰钢可能出现开裂或者变形等问题，所以在装置衬板时要进行竖装，同时实现锰钢的预热处理，避免由于热胀冷缩造成锰钢开裂、变形。
如果锰钢铸件是厚壁的，加热要缓慢进行，到650℃之后再预处理，预处理的时间为3小时，这时部分奥氏体会出现分解，其分解量能够超过50%。在此过程中，分解物会出现碳化物、铁元素等，进而形成奥氏体晶粒细化，少量的晶体是被允许存在的。在预热处理之后，将温度逐步提升到1100℃，持续6小时，这一过程中温度不能太高，避免铸件脱碳，要依据锰钢的壁厚确定具体的保温时间。按照每小时25毫米的标准计算使组织的碳化物能够全部溶解。之后，在预热、加热后要快速进行水冷，实现水韧处理。对锰钢水韧处理时，其入水温度一般是1000℃，入水过程中要将冷却循环水注入其中，避免水温太高。水韧处理要在450℃的温度下保持8小时[3]，从而获得奥氏体，这样能够提高锰钢的强度，也使其屈服强度得到提升，强化锰钢的耐磨性。但是要注意，要科学准确的对水韧的温度进行控制。如果温度高于450℃，碳化物会粗大，影响锰钢的韧性，其耐磨性也会受到限制。
2.2改善锰钢铸件的致密度
铸件的致密度也会对锰钢的耐磨性产生影响，在铸造工艺时需要做好以下几方面工作：
首先，铸件铸造工艺中，为使锰钢的耐磨性得到提升和保障，在操作过程中一定要按照低温出钢、低温铸造、低温配模的原则进行。
其次，如果锰钢铸件的壁厚超过4cm，就需要依据铸造工艺的要求，通过冒口易割片的方法实现补缩的效果。并使用外冷铁，从而使锰钢的致密性得到最大程度的提升。如果锰钢铸件的壁厚小于4cm，可以通过凝固的铸造工艺进行，并使用外冷铁，同时通过发热保温冒口使锰钢的耐磨性得到保证，提高锰钢铸件的成品率。
最后，如果要铸造大批量、形状简单的铸件，要使用金属型挂砂的铸造工艺，保证锰钢铸造的效率达到最高，并在最短的时间内完成。
结语
总而言之，铁矿机械设备铸件铸造工艺是极为重要的，对于提高机械设备铸件的质量效果有着重要的作用，但是在此过程中还有很多环节需要改善和优化，最为主要的就是提高机械设备铸件的耐磨性，使铸造工艺的结构得到强化，逐步提高铁矿开采的整体效率与效益。
参考文献：
[1]王志强.大型矿山机械铸件铸造工艺分析[J].机械管理开发，2018，33（01）：118-119.
[2]孙浩.镁合金横梁铸件铸造工艺设计及数值仿真分析[J].航天制造技术，2017（06）：26-30.
[3]刘鹏，甄立军，王章明，于越，肖远余.球墨铸铁铸件铸造技术研究进展[J].中国铸造装备与技术，2017（04）：1-6.
论文作者:罗广瑞
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/2/24
标签：锰钢论文; 铸件论文; 耐磨论文; 耐磨性论文; 工艺论文; 合金钢论文; 矿山论文; 《基层建设》2019年第29期论文;