内冷铁对轧机类厚大截面铸件铸造质量的影响

周 飞

(洛阳有色金属加工设计研究院，河南 洛阳 471039)

在轧机部件中，铸钢件约占机器重量的60～75%以上，其中仅底座、机架、轴承座等大型铸钢件，就占到机器产品总重的50%左右。大型铸钢件质量的好坏，直接影响到轧机的使用寿命，及企业在国内外市场的竞争能力。因此，提高大型铸钢件的质量，防止内部缺陷的产生有十分重要的意义。

由于单件小批量铸件结构的各种特点限制，使用外冷铁进行凝固控制工艺上的局限性，所以无法解决厚大截面中心部的如组织疏松、成份偏析、晶粒粗大等缺陷。加之使用外冷铁(特别是专用外冷铁)费用较高，且准备外冷铁需要时间长，操作又较内冷铁麻烦费工，进一步限制了工艺手段的发挥，影响了大型铸钢件的内在质量的进一步提高。另外，从外冷铁的冷却机理分析：由于外冷铁的激冷作用，采用外冷铁的铸件组织从表层到心部会形成三层外形不同的晶粒：第一层：由于存在很大的过冷度，形成组织比较致密的表面细晶粒区；第二层：随着细晶区的形成，型壁温度不断升高，加之结晶潜热的释放，使细晶区前沿液体的过冷度减小，形核变得困难，垂直于型壁的晶粒优先生长，从而形成了占截面厚度1/3左右的柱状晶区；第三层：随着冷却速度逐渐减慢，最后形成粗大的中心等轴晶区。所以外冷铁的作用在某些情况下可以看作是把铸造缺陷推向中心部位而已。

内冷铁的熔接过程可分为四个阶段：阶段1:浇注后，在很短的时间内，冷铁吸热升温，使靠近冷铁表面的金属液过冷，产生类似纯金属组织的粒状等轴晶；……