[发明专利]一种铸钢件的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属构件的生产方法，特别涉及易于淬裂的铸钢件的设计及淬火方法。

背景技术

对铸钢件，淬火工艺要比正火风冷或炉冷复杂得多，其操作难度大，安全系数差。而且在各种冷却方式中，淬火冷却产生的应力相对最大，尤其是水淬发生淬裂和变形的几率最大。铸件一旦发生淬裂，往往是贯穿性的，很容易造成铸件的报废。经文献检索，对于大型铸钢件淬裂，尤其是淬裂性评估方面没有可供工程操作借鉴的资料和明确的判定依据。

铸钢件中的C含量和碳当量Ceq对钢淬裂性会产生影响，并且对于不同的产品来说，还有产品的结构、壁厚、过渡圆角等。目前，热处理应力模拟及淬裂性模拟技术不成熟，因此在实际生产中，常发生铸钢件在水淬火时产生淬裂现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种铸钢件的生产方法，使其能分类控制铸钢件进行热处理，避免铸钢件淬裂。

本发明的目的是这样实现的：一种铸钢件的生产方法，包括如下步骤：

1）按照碳含量0.1%≤C≤0.31%、碳当量Ceq≤0.72%选择铸钢材料进行熔炼及调碳处理，所述碳当量：

Ceq=[C+Mn/5+Cr/4+Mo /3+Ni/10+V/5+(Si-0.5)/5+Ti/5+W/10+Al/10]%，

其中，C、Mn、Cr、Mo 、Ni、V、Si、Ti、W、Al分别表示为各元素在100份总质量铸钢材料中的所含质量份数，所述铸钢材料中至少含有Fe、C、Si、Mn，其余没有的成分取值为0；

2）按照浇注成型后工件的最大壁厚≤300mm，过渡圆角半径≥15mm，且相邻区域的壁厚比≤3设计铸钢件的浇注型腔；

3）将钢液浇注入浇注型腔，冷却后打箱；

4） 取样检测及分类，将检测后满足碳含量C≤0.31%、碳当量Ceq≤0.42%的铸钢件分入第一类；碳含量C≤0.31%、0.42%＜碳当量Ceq≤0.72%的铸钢件分入第二类；其余分入第三类；

5）第一类的铸钢件采用水淬火处理，第二类的铸钢件中过渡圆角半径大于≥30mm的采用水淬火处理，剩余的铸钢件放弃采用水淬火方式处理，可采用其他常规热处理方式处理。

本发明在钢铸件生产时，充分考虑了碳含量C及碳当量Ceq，以及壁厚与过渡圆角半径之间的关系对铸钢件进行设计，在进行水淬火时，将不同的铸钢件进行分类处理，保证了铸钢件不会因盲目淬火导致淬裂。该方法提供了为铸钢件的生产提供了依据。降低了铸钢件淬裂的可能性。

附图说明

图1为本发明一种铸钢件的结构设计图。

图2为本发明第二种铸钢件的结构设计图。

图3为本发明第三种铸钢件的结构设计图。

图4为最大壁厚300mm、壁厚比为3的钢铸件在不同过渡圆角半径时的最大应力情况图。

图5为实验数据对照表。

图中，1.尖角，2.圆角心部，3.圆角表面，a.圆角表面最大应力曲线，b.圆角心部最大应力曲线，C.尖角位置最大应力曲线。

具体实施方式

一种铸钢件的生产方法，其包括如下步骤：

1）按照碳含量0.1%≤C≤0.31%、碳当量Ceq≤0.72%选择铸钢材料进行熔炼及调碳处理，所述碳当量：

Ceq=[C+Mn/5+Cr/4+Mo /3+Ni/10+V/5+(Si-0.5)/5+Ti/5+W/10+Al/10]%，

其中，C、Mn、Cr、Mo 、Ni、V、Si、Ti、W、Al分别表示为各元素在100份总质量铸钢材料中的所含质量份数，所述铸钢材料中各组分的质量份数为Fe、C、Si、Mn，其余没有的成分取值为0；

2）按照浇注成型后工件的最大壁厚≤300mm，过渡圆角半径≥15mm，且相邻区域的壁厚比≤3设计铸钢件的浇注型腔，图1中为一种铸钢件，其；相邻区域壁厚比为h1/h2，最大壁厚为h1≤300mm；原则上讲壁厚比越小越好，如果两区域的壁厚比较大，例如壁厚比在2.5以上，则可采用如图2所述的两级台阶进行过渡连接，可使相邻的两段之间壁厚比小于2.5；或者如图3所示，将过渡圆角的半径尽量做大；

3）将钢液浇注入浇注型腔，冷却后打箱；

4） 取样检测及分类，将检测后满足碳含量C≤0.31%、碳当量Ceq≤0.42%的铸钢件分入第一类；碳含量C≤0.31%、0.42%＜碳当量Ceq≤0.72%的铸钢件分入第二类；其余分入第三类；