2535W2耐热钢组合料筐精密铸造工艺研究

 一、引言

在工业热处理领域，多用炉作为关键设备，其内部料筐需长期承受高温（通常达950~1100℃）、氧化腐蚀及周期性载荷作用。2535W2耐热钢凭借优异的高温强度、抗氧化性和抗蠕变性能，成为制造组合料筐的理想材料。本文针对2535W2材料特性，结合精密铸造工艺，探讨组合料筐的制造技术及质量控制要点。

 二、2535W2耐热钢材料特性分析

2535W2属奥氏体型耐热钢，主要成分为Cr（24-26%）、Ni（19-22%）、W（2-3%）及微量稀土元素，其核心性能包括：

1. 高温抗氧化性：Cr元素在表面形成致密Cr?O?氧化膜，W元素进一步强化抗高温腐蚀能力；

2. 抗蠕变性能：Ni基奥氏体结构在高温下保持稳定性，稀土细化晶粒，提升抗变形能力；

3. 热疲劳寿命：材料热膨胀系数低（14.5×10??/℃, 20-800℃），减少热应力集中。

多用炉用2535W2耐热钢组合料筐精密铸造工艺

 三、组合料筐结构设计要点

料筐作为多用炉核心承载部件，需满足以下设计要求：

- 结构轻量化：采用镂空框架设计（壁厚8-12mm），减轻自重同时保证支撑强度；

- 热应力分散：圆角过渡（R≥5mm）与对称结构设计，避免应力集中；

- ?？榛楹希悍痔迨街旌舐菟樱档驼逯炷讯?，便于维修更换。

 四、精密铸造工艺流程及控制

 1. 熔模铸造工艺设计

采用硅溶胶-水玻璃复合型壳工艺，关键步骤包括：

- 模具制备：3D打印蜡模（精度±0.1mm），复杂部位设置陶瓷芯；

- 型壳制作：7层涂挂（面层锆英砂，背层莫来砂），层间干燥湿度控制50-60%；

- 脱蜡与焙烧：蒸汽脱蜡（压力0.6MPa），型壳焙烧（950℃×2h）去除残余应力。

 2. 熔炼与浇注控制

- 熔炼工艺：中频感应炉熔炼（1600-1650℃），添加0.02%La/Ce稀土细化晶粒；

- 浇注参数：浇注温度1480±10℃，真空浇注（真空度≤50Pa），防止气孔夹杂；

- 凝固控制：定向凝固技术配合冷铁激冷，减少缩松缺陷。

 3. 后处理工艺

- 热处理：1100℃固溶处理（保温2h）后水淬，750℃时效处理（8h）提升高温强度；

- 机加工：数控精铣（公差±0.05mm）保证装配精度；

- 表面处理：渗铝涂层（厚度50-80μm），提升抗氧化寿命。

多用炉用2535W2耐热钢组合料筐精密铸造工艺

 五、工艺难点与解决方案

1. 裂纹控制  

   - 问题：框架连接处易产生热裂  

   - 措施：优化浇冒口系统（T形冒口补缩），提高型壳退让性。

2. 尺寸精度保障  

   - 问题：薄壁部位易变形  

   - 措施：铸造模拟软件（ProCAST）优化工艺参数，预置反变形量。

3. 性能一致性提升  

   - 问题：多炉次性能波动  

   - 措施：光谱仪在线成分检测，建立熔炼数据库（C、S含量≤0.03%）。

 六、应用效果验证

经某热处理厂实际应用表明：

- 使用寿命：在1050℃工况下，料筐寿命达18个月（传统材料仅6-8个月）；

- 经济性：精密铸造良品率提升至92%，单件成本降低35%；

- 维护效率：?？榛杓剖咕植扛皇奔渌醵?0%。

 七、结论

通过优化2535W2耐热钢的精密铸造工艺，结合结构设计与过程控制，成功实现组合料筐的高性能、长寿命制造。该工艺可为高温设备关键部件的精密铸造提供技术参考，推动热处理行业装备升级。