D0I:10.13374f.issnl001053x.1998.0B.0B4 第20卷第3期 北京科技大学学报 Vol.20 No.3 1998年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun.1998 悬浮浇注对GCrI5轴承钢凝固过程的影响 * 于艳 翟启杰 刑长虎 陈金保 胡汉起 北京科技大学铸造研究所，北京100083 摘要通过研究悬浮浇注工艺下GC15轴承钢的凝固动力学过程来探讨悬浮剂的作用机理，并 在实验的基础上分别讨论悬浮浇注工艺对钢锭凝固过程的温度分布，凝固速度、结晶温度间隔以 及形核率的影响.实验结果表明，悬浮浇注能有效地提高钢锭的凝固速度，改善钢锭截面的温度 分布和溶质元素的分布，减小合金的结晶温度间隔，增加钢锭形核率.其结果使钢锭凝固时间缩 短，化学成分分布均匀，缩松缩孔减少，结晶组织细化 关键词悬浮浇注；凝固动力学；凝固速度；GCr15轴承钢 分类号TP771;TF775 悬浮浇注法就是在浇注过程中，将一定量的固体金属粉末加到金属液流中，使其与金属 液一起流入铸型的一种铸造方法.研究和生产实践表明，悬浮浇注能细化品粒，减少缩松缩 孔，缩短凝固时间，并能显著地提高铸件的机械性能和铸件化学成分的均匀性.以往对悬浮 浇注的研究大多集中在其工艺和作用效果上，对其过程的研究甚少，本文通过悬浮浇注工艺 下合金凝固动力学的研究来讨论悬浮剂的作用机理，旨在为合理应用悬浮浇注工艺、提高其 工艺效果提供依据， 1实验方法 采用精炼GC15轴承钢废料作为实验材料，在中频感应炉中重熔，出炉前用铝脱氧.钢锭 模内腔尺寸中70mm×400mm,外形尺寸为Φ160mm×400mm,钢锭质量为14kg.钢锭模 经预热后喷涂涂料，上箱（悬浮浇注系统）和底箱采用水玻璃砂干型，采用中碳悬浮剂在钢锭 模中部插人3支热电偶，分别测定钢锭模边部、1/2处和中心部位的温度变化曲线，根据所记 录的温度曲线绘制不同时刻的温度场，浇注温度为1550℃.为了比较悬浮浇注的作用效果， 本试验采普通浇注和加入2%悬浮剂的悬浮浇注2种工艺. 2实验结果 图】是根据实测结果绘制的钢锭的冷却曲线，图2是钢锭截面的温度场.由实验结果可 以看出，普通浇注的钢锭整个区域内温度较高，钢锭断面的温度梯度较大（如图2所示），凝固 时间长，中心区域结晶温度间隔宽（如图1所示）：而悬浮浇注的钢锭断面的温度分布平坦， 1997-0923收稿于艳女，24岁，博士生 ◆国家经贸委“九五”攻关项目DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1998. 03. 034