【摘要】通過(guò)分析存在拋光麻點(diǎn)問(wèn)題的大型汽車(chē)模具，確定為鋼中夾雜物的影響，利用掃描電鏡確定了夾雜物成分及具體來(lái)源，通過(guò)氬氣保護(hù)澆注系統(tǒng)優(yōu)化，有效防止了澆注過(guò)程鋼液的二次氧化。通過(guò)模內(nèi)充氬優(yōu)化，降低了澆注系統(tǒng)內(nèi)氧含量，以上工藝措施有效地控制了鋼中夾雜物水平。
關(guān)鍵詞：模鑄；夾雜物；氬氣保護(hù)；模具鋼
2試驗(yàn)材料與方法
2.1試驗(yàn)材料制備
對(duì)存在缺陷的樣品通過(guò)探傷（UT）定位、低倍確認(rèn)及掃描電鏡成分分析等手段，更終確定夾雜物的具體來(lái)源。
3夾雜缺陷定性
對(duì)試樣進(jìn)行解剖后，在低倍顯微照片上發(fā)現(xiàn)了明顯的大顆粒夾雜物，具體如圖1所示。
對(duì)大顆粒夾雜物缺陷進(jìn)行掃描電鏡分析，其成分主要為Al的氧化物，同時(shí)含有Mn及少量Cr的氧化物，具體結(jié)果如圖2及表2所示。由此可以判斷，該夾雜物的產(chǎn)生主要是由于澆注過(guò)程中鋼液二次氧化所致。
通過(guò)對(duì)試樣中存在的夾雜物進(jìn)行定性分析可以看出，該夾雜物主要是由于澆注過(guò)程鋼液二次氧化所致，因此，需對(duì)澆注過(guò)程氬氣保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化研究。
4.1模鑄工藝流程
4.2氬氣保護(hù)澆注系統(tǒng)優(yōu)化
原氬氣保護(hù)裝置為喇叭筒型，澆注過(guò)程鋼包水口與中注管漏斗磚之間距離偏大，并且三者之間不能實(shí)現(xiàn)完全無(wú)縫連接，無(wú)法實(shí)現(xiàn)全封閉澆注。由于氬氣保護(hù)裝置存在先天缺陷，使?jié)沧⑦^(guò)程鋼液與空氣接觸，二次氧化的幾率較大，不利于保證產(chǎn)品質(zhì)量。為了解決此問(wèn)題，需要開(kāi)發(fā)新型的全封閉氬氣保護(hù)裝置?；诂F(xiàn)有澆注設(shè)備所具備的升降功能，本研究設(shè)計(jì)出了一種新型氬氣保護(hù)罩，歷經(jīng)4次改進(jìn)，更終形成可伸縮式全封閉氬氣保護(hù)罩，澆注時(shí)可實(shí)現(xiàn)全封閉澆注，整個(gè)澆注過(guò)程鋼水與空氣隔絕，減少了鋼水二次氧化、過(guò)程結(jié)冷瘤等現(xiàn)象。
4.3模內(nèi)充氬優(yōu)化
澆注前對(duì)鋼錠模內(nèi)進(jìn)行模內(nèi)充氬，將鋼錠模內(nèi)存儲(chǔ)的空氣排出，保證鋼水進(jìn)入澆注系統(tǒng)后不與空氣接觸，減少鋼水二次氧化。本研究對(duì)鋼錠模內(nèi)充氬過(guò)程中氧氣濃度變化情況進(jìn)行標(biāo)定，確定合適的充氬時(shí)間，既能減少鋼錠模內(nèi)氧氣濃度又能減少氬氣使用量，在較低成本條件下實(shí)現(xiàn)更好的效果。鋼錠模內(nèi)氧氣濃度隨充氬時(shí)間的變化情況如表3所示。
從表3中可以看出，隨著模內(nèi)充氬時(shí)間的延長(zhǎng)，鋼錠模內(nèi)氧含量呈下降趨勢(shì)，充氬15min后氧含量達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)1.2738hh鋼材價(jià)格，繼續(xù)充氬氧含量始終保持在17.6%左右，沒(méi)有繼續(xù)降低的趨勢(shì)，因此模內(nèi)充氬時(shí)間設(shè)定為15min。
通過(guò)氬氣保護(hù)澆注系統(tǒng)優(yōu)化和模內(nèi)充氬優(yōu)化，使得鋼材探傷夾雜率由1.6%降低至0.08%，有效降低了鋼材廢品率的產(chǎn)生，具體如表4所示。
（1）鋼中大顆粒及異常夾雜物由于澆注過(guò)程鋼液存在與空氣接觸的二次氧化過(guò)程，導(dǎo)致在澆注過(guò)程中形成大量氧化物夾雜，夾雜物進(jìn)入鋼錠后形成材料內(nèi)部缺陷，影響模具材料的拋光性能。
?。?）通過(guò)氬氣保護(hù)澆注系統(tǒng)優(yōu)化，有效防止了澆注過(guò)程鋼水的二次氧化；通過(guò)模內(nèi)充氬優(yōu)化，降低了澆注系統(tǒng)內(nèi)氧氣濃度，可以有效控制鋼材的夾雜物水平，滿(mǎn)足材料拋光要求。
TheEnd
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