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| 应用领域 | 环保,化工,汽车及零部件 |
0Cr18Ni12铸造炉底板 耐热钢料盘消失模工艺消失模工艺铸造Cr18Ni12耐热钢炉底板和料盘应用消失模工艺铸造Cr18Ni12耐热钢炉底板与料盘的技术探讨摘要：本文探讨了采用消失模（Expendable Pattern Casting, EPC）工艺生产Cr18Ni12系列耐热钢炉底板与料盘的关键技术。分析了该工艺在克服传统铸造方式缺陷、提升铸件综合质量方面的优势，并详细阐述了从模型制作、涂料配置、振动填砂到熔炼浇注及后处理的全流程控制要点，为高质量耐热钢铸件的生产提供了有效的工艺方案。
一、 引言
在冶金、热处理、陶瓷烧成等工业领域，炉底板和料盘是至关重要的高温承烧载具。它们长期承受高温、载荷、氧化及热疲劳的严峻考验，其性能直接关系到生产效率和运行成本。Cr18Ni12型耐热钢（类似于304H、309级不锈钢）因其优异的高温强度、抗氧化性和抗渗碳性，成为制造此类工件的理想材料。
传统砂型铸造此类结构复杂、薄壁多孔的零件时，易出现拔模困难、尺寸偏差大、清砂繁琐等问题。消失模工艺以其近净成形、尺寸精确、灵活性高的特点，为生产此类耐热钢构件提供了全新的解决方案。
二、 Cr18Ni12材料与工件特性分析
* 材料特性：Cr18Ni12属于奥氏体耐热钢，其高铬（Cr）含量确保了优良的高温抗氧化性，形成致密的Cr₂O₃保护膜；镍（Ni）元素的加入稳定了奥氏体组织，赋予了材料良好的高温强度、韧性和抗蠕变能力。其典型使用温度可达1000℃以上。
* 工件特点：炉底板和料盘通常具有以下特征：0Cr18Ni12铸造炉底板 耐热钢料盘消失模工艺
* 板状或盘状结构：平面度要求高，防止高温变形。
* 多孔设计：布满通气孔或支撑孔，用于热循环和气氛流通。
* 带加强筋：为增强整体结构刚性，防止高温蠕变变形。这些结构特点使得它们非常适合采用消失模工艺一次整体成型，避免分型、组芯带来的诸多质量隐患。
三、 消失模工艺关键技术流程
1. 泡沫模型的制备与组装
采用可发性聚苯乙烯（EPS）或共聚物（STMMA）珠粒，通过铝合金模具发泡成型，制作出与铸件形状一致的泡沫模型。STMMA材料因其碳残留量更低，更适用于低碳含量的Cr18Ni12钢种，可减少铸件增碳缺陷。将所有泡沫模型（包括主型、浇冒口系统）使用专用胶粘接成完整的模型簇。
2. 模型涂覆与干燥
涂覆特制耐火涂料是消失模工艺的核心环节之一。对于耐热钢铸造，涂料需具备：
* 高耐火度：抵御高达1600℃以上的钢水冲刷和热作用。
* 高透气性：确保泡沫气化产物能快速通过涂层排出型砂。
* 良好的涂挂性和强度。通常采用铝矾土、锆英粉等耐火骨料配制的涂料。需均匀涂刷2-3层，每层后都必须经过充分干燥，确保涂层干透，无裂纹。
3. 振动造型与浇注
将干燥好的模型簇放入砂箱中，填入无粘结剂的干石英砂或宝珠砂，同时进行微振紧实，确保模型周围型砂填充均匀密实。
熔炼采用中频感应炉，严格控制Cr、Ni等合金成分及C含量。钢水经脱氧、精炼后，在适当的过热度下（通常比液相线高50-100℃）进行浇注。浇注时遵循“慢-快-慢"的原则：初始阶段缓慢以减轻冲击，随后快速平稳充型，末期减速以减少缩松。
4. 落砂清理与后处理
浇注后，铸件在砂箱中充分冷却。随后翻箱落砂，振动机振动后，干砂可回收利用，铸件与烧结的涂料壳、少量残留泡沫分离。
清砂后的铸件需进行切割，去除浇冒口。由于消失模铸件精度高，打磨工作量显著减少。最后，为获得最佳的耐热性能，铸件需进行固溶处理（通常在1050-1150℃下保温后快速水淬），以溶解碳化物，获得均匀的奥氏体组织，优化高温性能。
四、 消失模工艺的优势与挑战
优势：
* 精度高、变形小：无分型面，尺寸精确，形位公差好，特别适合平面度要求高的炉板。
* 设计灵活：可轻松铸出复杂加强筋和孔洞，无需砂芯。
* 清洁高效：无传统砂型的粘结剂，落砂清理简便，砂可回收，环保且成本低。
* 表面质量好：铸件表面光洁，减少了机械加工量。
挑战与对策：
* 增碳问题：泡沫分解产生的碳可能使表面含碳量升高。对策：选用STMMA材料，优化涂料透气性，提高浇注温度和负压度，使气体快速排出。
* 碳黑缺陷：气化不全会产生碳渣。对策：确保合理的浇注系统设计和足够的负压抽气。
* 内部质量控制：需严格控制工艺参数，防止气孔、缩松等缺陷。
五、 结论
采用消失模工艺生产Cr18Ni12耐热钢炉底板和料盘，是一项竞争力的优良成形技术。它契合了该类工件结构复杂、精度要求高的特点。通过严格控制模型质量、涂料性能、熔炼浇注参数及热处理工艺，能够稳定生产出内部致密、尺寸精确、性能优异的高品质耐热钢铸件，不仅能满足苛刻的高温工况要求，还能显著提高生产效率，降低综合制造成本，具有广阔的应用前景。
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