机械工程师
MECHANICAL ENGINEER
液压支架柱窝30Cr的冶炼工艺及性能研究
姚国涛
（大同煤矿集团机电装备公司铸造车间，山西大同037001）
摘要：由于ZG27SiMn冶炼工艺复杂，且需要调质处理，生产周期长，成本高。文中通过调整合金的成分，来代替以往 ZG27SiMn，设计一种符合液压支架柱窝性能技术指标的新合金钢，满足新的生产需要，并进行性能测试，系统研究了这种钢的冶炼过程及漳火处理工艺，通过分析钢的微观结构和力学性能得出钢的冶炼工艺和漳火温度为900℃。
关键调：液压支架：合金钢：冶炼工艺：漳火温度
文献标志码：B
中图分类号：TD407 0引言
文章编号：1002-2333(2016)06-0181-02
2合金的微观组织
液压支架是采煤机械化的一个重要标志，是一种利用液体压力产生支撑力并实现自动移设来进行顶板支护和管理的一种液压动力装置，为采煤机和刮板机输送提供安全，是综合机械化采煤不可缺少的配套设备。由于液压支架所承受的重力通过支柱全部传给下面的柱窝，这就对柱窝要求有很高的力学性能。
目前煤机行业生产的柱窝，主要材质为ZG27SiMn，经过长期的实践证明ZG27SiMn钢能较好地满足柱窝的技术指标，但ZC27SiMn钢是一种调质钢，生产周期长，成本高，已经跟不上液压支架生产节奏，这两者之间就产生了矛盾。因此缩短柱窝的生产周期是一个垂待解决的间题， 1冶炼材料及方法
冶炼的原材料为5t的电弧炉，材料为数控切割下的边角料。在冶炼30Cr钢时根据工厂的经验可归纳为“三高一大，平稳浇注”，即高温氧化、高温精炼、高温出钢、大渣钢、平稳快注。在熔氧期要做到高温氧化，均匀沸腾，自动流渣以便最大限度地去气、去杂质和脱磷。为此，脱碳量不小于0.2%，脱碳速度为0.01%/min。由于30Cr属于低碳合金钢，在氧化末期，锰含量要在0.2%以上。当磷含量小于0.02%，钢液温度高于出钢温度，碳量合适，便可扒出氧化渣。还原期预脱氧插铝0.5~1.0kg/t钢，扒渣完成后加碳粉1~4kg/t造还原渣，闭炉门10min，钢渣变白后再加两批硅铁粉，每批硅铁粉相隔5min，还原渣量为炉料量的4%~ 5%。浇注炼30Cr钢时，要求浇注温度一般为1570~1590℃ 为宜。浇注过程要平稳快注，不要有翻滚现象；冒口补注时间为锭身的(2/3)-1倍，并采用中长流补注。采用石墨渣保护瓷注，有利于减少低倍夹杂和皮下气泡，改善表面质量。尽量一次加完，浇注中途不补加。加碳粉保温时要在注满或没有沸腾现象时加人，过早有增碳现象。ZG30Cr 化学成分如表1所示。
表1ZG30Cr的化学成分质量分数
c
Si
Mn
0.270.34 0.17~0.37 0.50~0.80 万方数据
S ≤0.30
P ≤0.30
Cr
%
0.80~1.10
为了研究率火温度对ZG30Cr铸件微观组织和力学性能的影响，我们选用30mmx50mm的标准试样，将试样分为5组，每组4个。试样在45kW中温盐炉中加热，18%的
表2试样淬火工艺
NaCI水溶液冷
却淬火。金相观组号
察用NeophotI 型金相显微镜进行，腐蚀剂用 3%的硝酸酒精
溶液，率火硬度
5
萍火工艺
950C保温1min，18%的NaCI水溶波冷却 900C保温1min，18%的NaCI水溶液冷却 850℃保温1min，18%的NaCl水溶液冷却 800°C保温1min，18%的NaCl水溶液冷却 750C保温1min，18%的NaCl水溶液冷却
测试用HR一150A型洛氏硬度计。各组试样淬火工艺如表 2所示。实验现象及结论电镜下显示图片分析，观察它的晶粒形态，如图1所示。
950C
900C
850C
800'C
图1各种加热温度的火组织
750C
作为柱窝所用的材料，其硬度性能无是非常重要的一个方面。从表3可以看出在900℃时其硬度最高。
3结论
火温度对微观组织的影响从图1中可以看出，随着加热温度的降低，火组织中的片状马氏体含量在逐渐减少，条形马氏体在铸件增多，
温度代 950 900 850 800 750
1
表3硬度数据试样编号
2
71 75 73 69 64
73 76 72 69 65
3 73 75 72 70 65
HRC 71 75 72 68 9
组织晶粒逐步细化。同时，残余奥氏体量也随着淬火温度升高而增多，在900℃时，残余奥氏体成块状，分布在条形马氏体之间，奥氏体合金化程度有所提高，它对合金性能的改善起到了很大的作用。从洛氏硬度测试数据中，在 900℃时试样的硬度最高。综合以上结论为了满足煤矿机
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