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【摘 要】业内人士都很清楚，碳钢或锰钢是矿山机械铸件在铸造时通常所采用的材质，这些材质的铸件在进行铸造时，需要注意的最大问题就是铸件的耐磨性。因此，欲想提升铸件的铸造工艺，首当其冲便是提升铸件的耐磨性！
【关键词】矿山机械；机械设备；铸件铸造；工艺关键
众所周知，对于对于矿产开采企业而言，要想保证矿产开采量，就应不断增强矿产的开采能力，提高矿山机械设备质量，提高机械铸件铸造工艺——只有这样，才能满足市场需求，为企业赢得良好的经济效益和社会效益。如今，社会经济的快速发展刺激了各种矿石需求量的急剧增加，随之也带动了市场对于矿山机械设备铸件的需求日益加大，这种情况下，对矿山机械设备铸件铸造工艺的要求也越来越高、越来越严格。业内人士都很清楚，碳钢或锰钢是矿山机械铸件在铸造时通常所采用的材质，这些材质的铸件在进行铸造时，需要注意的最大问题就是铸件的耐磨性。因此，欲想提升铸件的铸造工艺，首当其冲便是提升铸件的耐磨性！
简而言之，在矿山机械设备铸件铸造工艺中，需要提升和加强的方面有很多，其中耐磨性是重中之重！
本文通过对矿山机械设备耐磨性铸件的介绍分类，提出锰钢铸件在铸造时需通过改善锰钢的致密度和加强热处理工艺，以加强锰钢的耐磨性能。值得一提的是，提高锰钢耐磨性能的途径并不仅限于上述两种，还有很多其他的工艺改造，如改善锰钢的晶粒度，对锰钢的表面脱碳处理，都能提高锰钢的耐磨性能。
1.矿山机械设备铸件耐磨性种类
毋庸置疑，近年来中国在机械设备的耐磨铸件铸造方面取得了快速发展，技术水平已经达到了国际先进水平。更让人振奋的是，磨球、衬板等耐磨铸件甚至已出口海外。掐指算来，矿山机械的耐磨铸件有许多种，最主要的有以下三种：
1.1 非锰系耐磨合金钢
由于人们对矿石开采技术的要求越来越高，非锰系耐磨合金钢得到了研发和推广应用。非锰系耐磨合金钢主要使用在矿山机械设备中湿式球磨机衬板。这是一种低碳高合金铸钢衬板，非常适合用于湿式球磨机中。应用试验显示，非猛系耐磨合金钢的使用寿命是高锰钢衬板的两倍，这样的效果大大提升了球磨机的使用效率，同时也表明非猛系耐磨合金钢在将来的应用中会不断扩大和广泛推广。
在未来工艺提升中，重点应放在不断提高铸造工艺和合金钢热处理工艺优化上。总而言之，技术的不断进步，促使高强度、高耐磨性中碳耐磨合金取得了快速的发展，硬度50HRC的合金钢，akn达到200J/cm2：硬度55HRC的合金钢，akn达到100 J/cm2，使得耐磨合金钢不仅耐磨性得到了巨大的提高，硬度和韧性也得到了加强。
1.2 耐磨白口铸铁
在耐磨铸件中，铬系白口铸铁不仅是耐磨铸铁的主流，而且在国内外应用也最为广泛。Crl5、Cr26型耐磨白口铸铁是高铬耐磨铸铁，是现在质量最好和技术最为成熟的一种。随着技术的不断研发，铬硅耐磨铸铁和低铬耐磨铸铁也得到了研发和生产，其耐磨性能优于高铬耐磨铸铁，未来的市场前景更好。在未来发展中以磨球为例，需要满足不变形、不开裂、耐磨等诸多铸造工艺要求，更要朝着节能、环保、高质量、高耐磨性的方向发展。另外，要求铸造工艺也要不断大型化、产业化和自动化—只有这样做，才能与时俱进，从而在市场中占有一席之地。
1.3 奥氏体耐磨锰钢
细数一下，奥氏体耐磨锰钢有很多优点，不仅韧性高、容易加工和硬化，而且强度高、耐磨性好。正是因为如此，在矿山机械设备中，奥氏体锰钢有着非常广泛的应用。
不可否认，在铸件应用中（比如，圆锥式破碎机和破碎壁、旋回式破碎机衬板、锤式破碎机锤头和湿式矿山球磨机衬板）都会广泛的应用奥氏体锰钢。Mnl3系列是最重要的耐磨锰钢材料，而在一些技术发达的国家一般会采用强度更高和耐磨性能更好的的Mal3cr2奥氏体耐磨锰钢。在发展中锰钢技术进步取决于Si和P的含量，其中P的含量甚至要求在40.04%，在铸造时最主要的工艺问题是如何在不降低冲击韧性的前提下，提高锰钢的耐磨性。
2.加强矿山机械锰钢铸件耐磨性铸造工艺的关键
在矿山机械设备铸件中，锰钢的使用已经相当广泛，由于矿山开采时对于机械设备的强度要求极高，表现在设备铸件方面就是机械设备的耐磨性，因此就如何提高锰钢的耐磨性，分析提高矿山机械设备铸件铸造工艺的关键之所在。
2.1 首先是铸造时改善锰钢铸件的致密度
铸件的致密程度极大的影响到了锰钢的耐磨性能，所以在进行铸造时，工艺方面应该做一下几个方面的考虑：
2.1.1 对于锰钢壁厚大于四十毫米的铸件，必须严格按照规范采用冒口易割片来达到补缩的目的，这样配合外冷铁的使用，能够大大加强锰钢的致密度，对于壁厚小于四十毫米的锰钢铸件，采用的是同时凝固的工艺技术，此时也需要配合外冷铁。这其中可以考虑使用发热保温冒口，这种冒口可以提高锰钢铸件的出品率，保证锰钢的耐磨性。
2.1.2 对于成批量，且形状较为简单的铸件在铸造时，尽量使用的工艺技术是金属型挂砂工艺—这样可以在最短时间内，最大效率完成耐磨性锰钢铸造。
2.1.3 在铸件铸造工艺时，需要严格的遵守“三低操作”。三低主要指的是铸件低温配模、低温铸造、低温出钢。这是保证铸件锰钢耐磨性的关键和基础。
2.2 铸造时加强锰钢的热处理工艺
通过热处理实现锰钢的单一奥氏体组织，加强锰钢自身的硬度和韧性，达到铸件的使用标准—这是锰钢进行热处理的主要目的。锰钢相对于一般的碳钢铸件来说，导热性能较差，大约只有碳钢的三分之一左右。基于此，热处理工艺比一般的碳钢要求更高、更严。考虑到在进行热处理时，锰钢可能会出现变形或者开裂的质量问题，因此要求衬板在装置时需要采用竖装，并对锰钢进行预热处理，以防止热涨冷缩导致锰钢变形开裂。
2.2.1 首先，对于厚壁的锰钢铸件，要缓慢的加热到650℃，并进行3个小时的预处理，此时已经可以使部分的奥氏体发生分解，分解量可以达到一半以上。这个过程会导致分解物存在铁元素和碳化物，形成奥氏体晶粒细化，少量的晶粒是在允许范围之内的。
2.2.2 其次，通过预热处理之后，加热到1100℃，保持6小时左右。这个过程需要注意不能使温度过高导致铸件脱碳，所以保温的时间要决定于锰钢的壁厚，根据25m/h进行计算，保证组织的碳化物溶解。
2.2.3 再次，通过预热和加热的两个过程.需要进行迅速的水冷，进行水韧处理。锰钢在水韧处理时，入水的温度大约是1000摄氏度，入水经过三次以上的摆动，过程中注入冷却循环水。防止水的温度太高。
2.2.4 最后，水韧处理要保持8小时450℃。之后会得到奥氏体，这样就会形成猛钢的高强度，增加锰钢的屈服强度，从而加强锰钢的整体耐磨性能。其中需要注意的是对于水韧的温度把握和控制一定要精确到位。温度高于450℃，碳化物会变得粗大形成针状，这种分布降低了锰钢的韧性，不能达到良好的耐磨性能。
3.结束语
总之，市场对各种矿石的需求量不断增大，加之矿产资源的开采难度越来越大—这两者构成了矿产开采中最突出的矛盾！基于此，为了满足市场需求并保证矿石开采质量，就务必要熟练掌握矿山机械设备铸件铸造工艺的关键，以精益求精的工作态度，从严要求，从而保证矿山机械设备铸件的质量，更好地服务社会。
参考文献：
[1]宋量.矿山耐磨铸件的生产和应用[N].中国建材报.2009（09）.
[2]鲁云.大型矿山机械铸件铸造工艺分析[J].宁夏机械，2010（04）.
【关键词】矿山机械；机械设备；铸件铸造；工艺关键
众所周知，对于对于矿产开采企业而言，要想保证矿产开采量，就应不断增强矿产的开采能力，提高矿山机械设备质量，提高机械铸件铸造工艺——只有这样，才能满足市场需求，为企业赢得良好的经济效益和社会效益。如今，社会经济的快速发展刺激了各种矿石需求量的急剧增加，随之也带动了市场对于矿山机械设备铸件的需求日益加大，这种情况下，对矿山机械设备铸件铸造工艺的要求也越来越高、越来越严格。业内人士都很清楚，碳钢或锰钢是矿山机械铸件在铸造时通常所采用的材质，这些材质的铸件在进行铸造时，需要注意的最大问题就是铸件的耐磨性。因此，欲想提升铸件的铸造工艺，首当其冲便是提升铸件的耐磨性！
简而言之，在矿山机械设备铸件铸造工艺中，需要提升和加强的方面有很多，其中耐磨性是重中之重！
本文通过对矿山机械设备耐磨性铸件的介绍分类，提出锰钢铸件在铸造时需通过改善锰钢的致密度和加强热处理工艺，以加强锰钢的耐磨性能。值得一提的是，提高锰钢耐磨性能的途径并不仅限于上述两种，还有很多其他的工艺改造，如改善锰钢的晶粒度，对锰钢的表面脱碳处理，都能提高锰钢的耐磨性能。
1.矿山机械设备铸件耐磨性种类
毋庸置疑，近年来中国在机械设备的耐磨铸件铸造方面取得了快速发展，技术水平已经达到了国际先进水平。更让人振奋的是，磨球、衬板等耐磨铸件甚至已出口海外。掐指算来，矿山机械的耐磨铸件有许多种，最主要的有以下三种：
1.1 非锰系耐磨合金钢
由于人们对矿石开采技术的要求越来越高，非锰系耐磨合金钢得到了研发和推广应用。非锰系耐磨合金钢主要使用在矿山机械设备中湿式球磨机衬板。这是一种低碳高合金铸钢衬板，非常适合用于湿式球磨机中。应用试验显示，非猛系耐磨合金钢的使用寿命是高锰钢衬板的两倍，这样的效果大大提升了球磨机的使用效率，同时也表明非猛系耐磨合金钢在将来的应用中会不断扩大和广泛推广。
在未来工艺提升中，重点应放在不断提高铸造工艺和合金钢热处理工艺优化上。总而言之，技术的不断进步，促使高强度、高耐磨性中碳耐磨合金取得了快速的发展，硬度50HRC的合金钢，akn达到200J/cm2：硬度55HRC的合金钢，akn达到100 J/cm2，使得耐磨合金钢不仅耐磨性得到了巨大的提高，硬度和韧性也得到了加强。
1.2 耐磨白口铸铁
在耐磨铸件中，铬系白口铸铁不仅是耐磨铸铁的主流，而且在国内外应用也最为广泛。Crl5、Cr26型耐磨白口铸铁是高铬耐磨铸铁，是现在质量最好和技术最为成熟的一种。随着技术的不断研发，铬硅耐磨铸铁和低铬耐磨铸铁也得到了研发和生产，其耐磨性能优于高铬耐磨铸铁，未来的市场前景更好。在未来发展中以磨球为例，需要满足不变形、不开裂、耐磨等诸多铸造工艺要求，更要朝着节能、环保、高质量、高耐磨性的方向发展。另外，要求铸造工艺也要不断大型化、产业化和自动化—只有这样做，才能与时俱进，从而在市场中占有一席之地。
1.3 奥氏体耐磨锰钢
细数一下，奥氏体耐磨锰钢有很多优点，不仅韧性高、容易加工和硬化，而且强度高、耐磨性好。正是因为如此，在矿山机械设备中，奥氏体锰钢有着非常广泛的应用。
不可否认，在铸件应用中（比如，圆锥式破碎机和破碎壁、旋回式破碎机衬板、锤式破碎机锤头和湿式矿山球磨机衬板）都会广泛的应用奥氏体锰钢。Mnl3系列是最重要的耐磨锰钢材料，而在一些技术发达的国家一般会采用强度更高和耐磨性能更好的的Mal3cr2奥氏体耐磨锰钢。在发展中锰钢技术进步取决于Si和P的含量，其中P的含量甚至要求在40.04%，在铸造时最主要的工艺问题是如何在不降低冲击韧性的前提下，提高锰钢的耐磨性。
2.加强矿山机械锰钢铸件耐磨性铸造工艺的关键
在矿山机械设备铸件中，锰钢的使用已经相当广泛，由于矿山开采时对于机械设备的强度要求极高，表现在设备铸件方面就是机械设备的耐磨性，因此就如何提高锰钢的耐磨性，分析提高矿山机械设备铸件铸造工艺的关键之所在。
2.1 首先是铸造时改善锰钢铸件的致密度
铸件的致密程度极大的影响到了锰钢的耐磨性能，所以在进行铸造时，工艺方面应该做一下几个方面的考虑：
2.1.1 对于锰钢壁厚大于四十毫米的铸件，必须严格按照规范采用冒口易割片来达到补缩的目的，这样配合外冷铁的使用，能够大大加强锰钢的致密度，对于壁厚小于四十毫米的锰钢铸件，采用的是同时凝固的工艺技术，此时也需要配合外冷铁。这其中可以考虑使用发热保温冒口，这种冒口可以提高锰钢铸件的出品率，保证锰钢的耐磨性。
2.1.2 对于成批量，且形状较为简单的铸件在铸造时，尽量使用的工艺技术是金属型挂砂工艺—这样可以在最短时间内，最大效率完成耐磨性锰钢铸造。
2.1.3 在铸件铸造工艺时，需要严格的遵守“三低操作”。三低主要指的是铸件低温配模、低温铸造、低温出钢。这是保证铸件锰钢耐磨性的关键和基础。
2.2 铸造时加强锰钢的热处理工艺
通过热处理实现锰钢的单一奥氏体组织，加强锰钢自身的硬度和韧性，达到铸件的使用标准—这是锰钢进行热处理的主要目的。锰钢相对于一般的碳钢铸件来说，导热性能较差，大约只有碳钢的三分之一左右。基于此，热处理工艺比一般的碳钢要求更高、更严。考虑到在进行热处理时，锰钢可能会出现变形或者开裂的质量问题，因此要求衬板在装置时需要采用竖装，并对锰钢进行预热处理，以防止热涨冷缩导致锰钢变形开裂。
2.2.1 首先，对于厚壁的锰钢铸件，要缓慢的加热到650℃，并进行3个小时的预处理，此时已经可以使部分的奥氏体发生分解，分解量可以达到一半以上。这个过程会导致分解物存在铁元素和碳化物，形成奥氏体晶粒细化，少量的晶粒是在允许范围之内的。
2.2.2 其次，通过预热处理之后，加热到1100℃，保持6小时左右。这个过程需要注意不能使温度过高导致铸件脱碳，所以保温的时间要决定于锰钢的壁厚，根据25m/h进行计算，保证组织的碳化物溶解。
2.2.3 再次，通过预热和加热的两个过程.需要进行迅速的水冷，进行水韧处理。锰钢在水韧处理时，入水的温度大约是1000摄氏度，入水经过三次以上的摆动，过程中注入冷却循环水。防止水的温度太高。
2.2.4 最后，水韧处理要保持8小时450℃。之后会得到奥氏体，这样就会形成猛钢的高强度，增加锰钢的屈服强度，从而加强锰钢的整体耐磨性能。其中需要注意的是对于水韧的温度把握和控制一定要精确到位。温度高于450℃，碳化物会变得粗大形成针状，这种分布降低了锰钢的韧性，不能达到良好的耐磨性能。
3.结束语
总之，市场对各种矿石的需求量不断增大，加之矿产资源的开采难度越来越大—这两者构成了矿产开采中最突出的矛盾！基于此，为了满足市场需求并保证矿石开采质量，就务必要熟练掌握矿山机械设备铸件铸造工艺的关键，以精益求精的工作态度，从严要求，从而保证矿山机械设备铸件的质量，更好地服务社会。
参考文献：
[1]宋量.矿山耐磨铸件的生产和应用[N].中国建材报.2009（09）.
[2]鲁云.大型矿山机械铸件铸造工艺分析[J].宁夏机械，2010（04）.