ZG2Cr13鹽浴坩堝砂鑄：鑄造高溫氧化在高溫窯爐的內(nèi)部構(gòu)件、工業(yè)爐的驅(qū)動機(jī)構(gòu)等關(guān)鍵領(lǐng)域，鑄件不僅承受巨大機(jī)械應(yīng)力，更時刻經(jīng)受著高溫氧化的嚴(yán)峻考驗(yàn)。如何構(gòu)筑一道有效的抗氧化防線，尤其是抵抗氧化向材料深處發(fā)展的能力，是耐熱鑄件制造的核心難題。鹽浴坩堝砂鑄技術(shù)與ZG2Cr13馬氏體耐熱鋼的結(jié)合，為解決這一難題提供了一種兼具經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性的高效工藝路徑。

一、 核心材料：ZG2Cr13耐熱鋼

ZG2Cr13本質(zhì)屬于一種以13%鉻（Cr）為基礎(chǔ)的馬氏體型耐熱鑄鋼。其性能基石在于：

1.  鉻元素（Cr）: 高溫下形成致密、附著性的Cr?O?保護(hù)膜，有效阻礙氧向內(nèi)擴(kuò)散（抗深層氧化關(guān)鍵）；

2.  適中的碳含量（0.15-0.25%）： 在保證良好鑄造性能與可焊性的同時，提供必要的熱強(qiáng)性；

3.  馬氏體組織: 淬火回火后可獲得優(yōu)異的室溫和中高溫強(qiáng)度、硬度及耐磨性。

 特性  優(yōu)勢  典型應(yīng)用場景 

 優(yōu)異高溫抗氧化性  尤其擅長抵抗氧化向深層發(fā)展，優(yōu)于普通低碳鋼  爐底輥、爐門框、耐高溫夾具 

 良好高溫強(qiáng)度與抗蠕變性  在650℃以下工況保持較高承載能力  熱處理料盤、傳動鏈節(jié) 

 一定的抗熱疲勞性  適應(yīng)周期性溫度變化環(huán)境  鋼錠模、汽輪機(jī)零部件 

 較好耐磨與耐蝕性  適應(yīng)含塵、含腐蝕性介質(zhì)工況  水泥窯內(nèi)構(gòu)件、化工熱部件

二、 工藝核心：鹽浴坩堝砂鑄技術(shù)

鹽浴坩堝砂鑄并非單純將鑄件浸入鹽中，而是一套融合了鑄后快速處理與精確化學(xué)熱處理的系統(tǒng)：ZG2Cr13鹽浴坩堝砂鑄抗深層氧化耐熱鋼鑄件

1.  成型階段： 使用石英砂、鉻鐵礦砂等耐火砂，結(jié)合樹脂/水玻璃等粘結(jié)劑制造砂型，完成ZG2Cr13鋼液澆注和初步凝固；

2.  鑄后處理時效性： 鑄件需在凝固冷卻至相變溫度區(qū)間附近（約650-950℃）及時（通常20分鐘內(nèi)）脫模，趁熱轉(zhuǎn)入預(yù)熱至目標(biāo)溫度的鹽浴爐中；

3.  鹽浴核心作用：

    *   高溫鹽浴爐（≈920±10℃）: 鑄件在此均勻加熱并短暫保溫（0.5-2小時），旨在進(jìn)行奧氏體化——使碳化物充分溶解，獲得均勻固溶體。

    *   中溫鹽浴爐（≈600-650℃）: 完成奧氏體化后，迅速將鑄件轉(zhuǎn)移至此爐。在鹽浴提供的快速、均勻冷卻條件下，完成馬氏體轉(zhuǎn)變過程。鹽浴本身還形成一道保護(hù)層，有效隔離空氣中的氧氣。

    *   高溫+無氧化環(huán)境: 雙鹽浴協(xié)同作用在材料最易氧化的高溫段提供強(qiáng)效保護(hù)（抗深層氧化的核心保障），同時實(shí)現(xiàn)高效、低變形、無氧化的熱處理組織調(diào)控。

 三、 工藝優(yōu)勢詳解

1.  的“抗深層氧化”保障:

    *   鹽浴物理隔絕氧氣，從根源上防止高溫處理階段的氧化皮生成（傳統(tǒng)熱處理此處氧化嚴(yán)重）；

    *   防止晶界氧化與內(nèi)氧化層形成，極大提升鑄件在長期服役過程中的抗深度氧化能力。

2.  優(yōu)異的微觀組織與性能:

    *   鹽浴冷卻速度快、溫度均勻，有效避免砂鑄件因冷卻差異引發(fā)的粗大晶粒、混晶問題；

    *   促進(jìn)細(xì)小板條馬氏體形成，提升強(qiáng)度、韌性和抗熱疲勞能力；

    *   顯著減少因空氣淬火導(dǎo)致的變形和開裂傾向（尤其對結(jié)構(gòu)復(fù)雜件至關(guān)重要）。

3.  顯著的經(jīng)濟(jì)性與靈活性:

    *   相較于真空熱處理或整體熔模精密鑄造，鹽浴坩堝砂鑄大幅降低了設(shè)備投資；

    *   保持了砂鑄工藝對大尺寸、復(fù)雜結(jié)構(gòu)鑄件的成型優(yōu)勢，適應(yīng)性更廣；

    *   熱處理時間短，能耗相對可控。

 四、 成功應(yīng)用案例

某耐熱部件制造商在制作應(yīng)用于850℃間歇式爐內(nèi)的ZG2Cr13驅(qū)動機(jī)構(gòu)關(guān)鍵轉(zhuǎn)臂時，采用此工藝：ZG2Cr13鹽浴坩堝砂鑄抗深層氧化耐熱鋼鑄件

*   工藝： 樹脂砂造型 → 鑄鋼熔煉澆注 → 熱態(tài)脫模 → 925℃鹽浴奧氏體化 (60min) → 迅速轉(zhuǎn)入620℃鹽浴等溫淬火 (60min) → 空冷至室溫 → 去應(yīng)力回火。

*   成果：

    *   鑄件表面呈致密金屬銀灰本色，氧化增重率比普通箱式爐處理降低75%；

    *   近表層顯微硬度均勻，內(nèi)部未發(fā)現(xiàn)明顯氧化擴(kuò)散跡象；

    *   服役壽命達(dá)到原先普通砂鑄鑄件的2倍以上，大幅降低維護(hù)成本。

五、 實(shí)施要點(diǎn)與挑戰(zhàn)

1.  精確工藝控制： 關(guān)鍵參數(shù)需精準(zhǔn)把握，如鹽浴溫度均勻性、轉(zhuǎn)移時間、保溫時長等；

2.  材料預(yù)處理要求： 鑄件入鹽浴前應(yīng)清潔無銹蝕油污；

3.  環(huán)境與后處理： 需嚴(yán)格處理淬火鹽附著的環(huán)保問題，清洗后還需進(jìn)行回火調(diào)整力學(xué)性能；

4.  適用性限制： 對于極厚大斷面鑄件心部冷卻速度可能不足，需綜合評估。

 六、 結(jié)語

鹽浴坩堝砂鑄技術(shù)與ZG2Cr13的結(jié)合，以相對可控的成本代價鑄造出具有優(yōu)異抗深度氧化能力與綜合高溫性能的耐熱鋼構(gòu)件，為需要抗衡深層氧化損傷的高溫裝備提供了兼具性能優(yōu)勢和制造可行性的解決方案。當(dāng)精準(zhǔn)的熱處理與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)母艚^技術(shù)相遇，鹽浴坩堝所封存的不僅是溫度曲線，更是鑄件抵御高溫侵蝕的核心競爭力。 隨著鹽浴槽設(shè)計(jì)與控溫技術(shù)的發(fā)展，其在大尺寸耐熱鑄件領(lǐng)域的應(yīng)用潛力將持續(xù)開拓。