Untuk komponen mesin dengan persyaratan kekuatan, plastisitas, dan ketangguhan yang lebih tinggi, diperlukan pengecoran baja. Hasil pengecoran baja berada di urutan kedua setelah besi tuang, yang mencakup sekitar 15% dari total hasil pengecoran.
1. Klasifikasi komposisi kimia
Berdasarkan komposisi kimianya, baja cor dapat dibagi menjadi dua kategori: baja cor karbon dan baja cor paduan. Di antara keduanya, baja cor karbon adalah yang paling banyak digunakan, mencakup lebih dari 80% dari total produksi baja cor.
1. Baja cor karbon
Umumnya, baja karbon rendah ZG15 memiliki titik leleh yang tinggi dan kinerja pengecoran yang buruk, dan hanya digunakan untuk memproduksi komponen motor atau komponen karburasi; baja karbon sedang ZG25~ZG45 memiliki kinerja komprehensif yang lebih tinggi daripada semua jenis besi cor, yaitu kekuatan tinggi, plastisitas dan ketangguhan yang sangat baik, sehingga sangat cocok untuk memproduksi komponen dengan bentuk yang rumit dan persyaratan kekuatan dan ketangguhan yang tinggi, seperti roda kereta api, rangka dan landasan palu tempa, roller dan katup tekanan tinggi, dll., yang merupakan jenis baja cor karbon yang paling banyak digunakan; baja karbon tinggi ZG55 memiliki titik leleh yang rendah dan kinerja pengecoran yang lebih baik daripada baja karbon sedang, tetapi plastisitas dan ketangguhannya buruk, dan hanya digunakan untuk memproduksi beberapa komponen tahan aus.
2. Baja cor paduan
Menurut jumlah total elemen paduan, baja cor paduan dapat dibagi menjadi dua kategori utama: baja paduan rendah dan baja paduan tinggi.
① Baja cor paduan rendah, negara saya terutama menggunakan seri mangan, mangan silikon, dan kromium. Seperti ZG40Mn, ZG30MnSi1, ZG30Cr1MnSi1, dll. Baja ini digunakan untuk memproduksi komponen seperti roda gigi, silinder kerja tekan hidrolik, dan rotor turbin, sedangkan ZG40Cr1 sering digunakan untuk memproduksi komponen penahan gaya penting seperti roda gigi berkekuatan tinggi dan poros berkekuatan tinggi.
② Baja cor paduan tinggi memiliki sifat khusus seperti ketahanan aus, ketahanan panas atau ketahanan korosi. Misalnya, baja mangan tinggi ZGMn13 adalah baja tahan aus, yang terutama digunakan untuk memproduksi komponen yang digunakan dalam kondisi kerja gesekan kering, seperti dinding depan dan gigi pegangan ekskavator, rel traktor dan tangki, dll.; baja tahan karat kromium-nikel ZG1Cr18Ni9 dan baja tahan karat kromium ZG1Cr13 dan ZGCr28, dll., memiliki ketahanan korosi yang tinggi terhadap asam nitrat dan terutama digunakan untuk memproduksi komponen untuk peralatan kimia, minyak bumi, serat kimia dan makanan. 2. Karakteristik proses pengecoran baja cor
Sifat mekanis baja tuang lebih tinggi daripada besi tuang, tetapi kinerja pengecorannya lebih buruk daripada besi tuang. Karena baja tuang memiliki titik leleh yang tinggi, baja cair mudah teroksidasi, fluiditas baja cair buruk, dan penyusutannya besar. Penyusutan volumenya adalah 10-14%, dan penyusutan liniernya adalah 1.8-2.5%. Untuk mencegah cacat seperti penuangan yang tidak memadai, penutupan dingin, penyusutan dan penyusutan, retakan dan pasir yang menempel pada pengecoran baja, tindakan proses yang lebih kompleks daripada besi tuang harus diambil:
1. Karena fluiditas baja cair yang buruk, untuk mencegah penutupan dingin dan penuangan coran baja yang tidak mencukupi, ketebalan dinding coran baja tidak boleh kurang dari 8mm; struktur sistem penuangan harus sederhana dan ukuran penampang harus lebih besar dari besi tuang; pengecoran kering atau pengecoran panas harus digunakan; suhu penuangan harus ditingkatkan dengan tepat, umumnya 1520 derajat ~ 1600 derajat, karena suhu penuangan tinggi, superheat baja cair besar, dan keadaan cair dipertahankan untuk waktu yang lama, dan fluiditas dapat ditingkatkan. Namun, jika suhu penuangan terlalu tinggi, itu akan menyebabkan cacat seperti butiran kasar, retak termal, pori-pori dan pasir menempel. Oleh karena itu, suhu penuangan coran kecil, berdinding tipis dan berbentuk kompleks adalah tentang titik leleh baja + 150 derajat; suhu penuangan coran besar, berdinding tebal sekitar 100 derajat lebih tinggi dari titik lelehnya.
2. Karena penyusutan baja cor jauh lebih besar daripada besi cor, untuk mencegah penyusutan dan cacat penyusutan pada pengecoran, riser, pendingin, dan subsidi paling banyak digunakan dalam proses pengecoran untuk mencapai pemadatan berurutan.
Selain itu, untuk mencegah penyusutan, penyusutan, pori-pori dan retakan pada coran baja, ketebalan dinding harus seragam, sudut tajam dan struktur sudut siku-siku harus dihindari, serbuk gergaji harus ditambahkan ke pasir yang digunakan untuk pengecoran, kokas harus ditambahkan ke inti, dan inti berongga dan inti pasir minyak harus digunakan untuk meningkatkan hasil dan permeabilitas udara dari cetakan pasir atau inti.
Titik leleh baja tuang tinggi, dan suhu penuangannya juga tinggi. Pada suhu tinggi, interaksi antara baja cair dan bahan tuang sangat mungkin menghasilkan cacat lengket pasir. Oleh karena itu, pasir kuarsa buatan dengan sifat tahan api tinggi harus digunakan sebagai cetakan tuang, dan lapisan yang terbuat dari bubuk kuarsa atau bubuk pasir zirkon harus disikat pada permukaan cetakan tuang. Untuk mengurangi sumber gas, meningkatkan fluiditas baja cair dan kekuatan cetakan tuang, sebagian besar coran baja dicor dengan cetakan kering atau cetakan cepat kering, seperti cetakan pasir gelas air yang dikeraskan CO2-. 3. Perlakuan panas coran baja
Pengecoran baja harus digunakan setelah perlakuan panas. Karena terdapat cacat pengecoran seperti pori-pori, retakan, rongga penyusutan dan penyusutan, butiran kasar, struktur tidak rata dan tegangan internal sisa di dalam bagian baja cor, kekuatan, terutama plastisitas dan ketangguhan bagian baja cor sangat berkurang.
Untuk menyempurnakan butiran, membuat struktur seragam dan menghilangkan tegangan internal, pengecoran baja harus dinormalisasi atau dianil. Sifat mekanis baja setelah dinormalisasi lebih tinggi daripada setelah dianil, dan biayanya juga lebih rendah, sehingga banyak digunakan. Namun, karena normalisasi akan menyebabkan tegangan internal yang lebih besar daripada anil, maka hal ini hanya cocok untuk pengecoran baja dengan kandungan karbon kurang dari {{0}}.35%. Karena pengecoran baja karbon rendah memiliki plastisitas yang baik dan tidak mudah retak saat pendinginan. Untuk mengurangi tegangan internal, pengecoran baja juga harus ditempa pada suhu tinggi setelah dinormalisasi. Untuk pengecoran baja dengan kandungan karbon lebih besar atau sama dengan 0,35%, struktur kompleks dan rentan retak, hanya anil yang dapat dilakukan. Pengecoran baja tidak boleh dipadamkan, jika tidak, akan sangat mudah retak. 4. Peleburan baja tuang
Baja tuang umumnya dilebur dalam tungku perapian terbuka, tungku busur listrik, dan tungku induksi. Karakteristik tungku perapian terbuka adalah kapasitas besar, penggunaan baja bekas sebagai bahan baku, kemampuan untuk mengontrol komposisi baja secara akurat, dan kemampuan untuk melelehkan baja berkualitas tinggi dan baja paduan rendah. Tungku ini sebagian besar digunakan untuk melelehkan baja cair untuk pengecoran baja besar dengan persyaratan kualitas tinggi.
Tungku busur listrik tiga fase mudah dibuka dan ditutup, dapat memastikan komposisi dan kualitas baja cair, tidak memiliki persyaratan ketat pada bahan tungku, dan mudah dipanaskan. Oleh karena itu, tungku ini dapat melebur baja berkualitas tinggi, baja paduan bermutu tinggi, dan baja khusus, dll. Tungku ini merupakan peralatan umum untuk memproduksi baja cor cetakan.
Selain itu, penggunaan tungku induksi frekuensi industri atau frekuensi menengah dapat melelehkan berbagai baja paduan bermutu tinggi dan baja dengan kandungan karbon yang sangat rendah. Tungku induksi memiliki kecepatan leleh yang cepat, pembakaran elemen paduan yang kecil, konsumsi energi yang rendah, dan baja cair berkualitas tinggi, yaitu kandungan pengotor yang rendah dan sedikit inklusi, yang cocok untuk bengkel pengecoran baja kecil.