高錳鋼

砂模鑄造是一種廣泛應用的金屬鑄造工藝，因其多功能性、成本效益以及製造複雜幾何形狀的能力而受到重視。在此工藝中，將熔融金屬倒入砂模中，讓其成型為所需形狀。此技術適用於多種金屬材料，包括高錳鋼，其因高強度、韌性和耐磨性而受到青睞。

高錳鋼，也被稱為哈德菲爾德鋼 (Hadfield Steel)，是一種特殊合金，通常含有約 1014% 的錳和 0.81.25% 的碳。由於其耐久性以及對衝擊和磨損的高抗性，在採礦、鐵路和重型機械等行業中備受推崇。砂模鑄造因能適應高錳鋼的獨特特性，而成為其零部件的首選製造方法。

高錳鋼在衝擊或變形時會硬化，非常適合高應力環境。

儘管其硬度很高，但仍具有良好的延展性和韌性，降低了斷裂風險。

該合金能承受磨損力，適用於採礦和土方工程等行業。

其非磁性特性在某些專業應用中具有重要意義。

此過程始於模型的製作，即最終產品的複製品。模型通常由木材、塑膠或金屬製成。針對高錳鋼零部件，模型設計時需考慮到材料冷卻時的收縮量。

砂模通常由矽砂、黏結劑（如粘土或樹脂）和水混合製成。將混合物緊密包圍模型，形成所需零件形狀的模腔。對於高錳鋼而言，模具的品質至關重要，需嚴格控制模具的透氣性、強度和耐熱性等因素。

由於高錳鋼的熔點較高（約 1,350–1,400°C），熔煉階段需要特別小心。通常使用感應爐或電弧爐來實現精確的溫度控制並減少污染。

將熔融的鋼通過澆注系統倒入準備好的砂模中。澆注系統設計需減少湍流，確保模具均勻填充。對於高錳鋼而言，正確的澆注設計至關重要，可避免氣孔、夾雜物及冷隔等缺陷。

冷卻階段對高錳鋼尤為重要，因其容易產生內部應力。採用受控冷卻方式可將裂紋和變形降至最低。模具的熱性能對凝固過程影響顯著。

金屬凝固後，打破砂模以取出鑄件，然後清理鑄件表面的殘餘砂、氧化層及澆注系統材料。常用的清理技術包括拋丸處理或酸洗。

高錳鋼鑄件通常需進行熱處理以提升其機械性能。溶液退火是常見的方法，即將鑄件加熱至約 1,050°C，然後快速水淬。此過程可提高韌性並去除不必要的碳化物。

相比其他鑄造方法，砂模鑄造相對便宜，尤其適用於大件和複雜形狀。

該工藝能滿足高錳鋼零件所需的複雜幾何形狀和定制設計。

砂模鑄造適合小批量到大規模生產。

該技術能保留高錳鋼的獨特特性，確保其在苛刻應用中的最佳性能。

高錳鋼的高熔點可能導致模具劣化並引發表面缺陷。

快速冷卻可能引發熱應力，導致裂紋或產品變形。

澆注過程中的氣體滯留會導致鑄件缺陷。正確的模具準備和排氣設計至關重要。

由於其硬度，高錳鋼的加工較困難，需要專業工具和技術。

• 破碎機齒板
• 圓錐破碎機的內襯和圓錐體
• 鏟斗
• 挖掘機履帶鏈節

• 軌道轉轍器和交叉口
• 緩衝板

• 耐磨板
• 衝擊錘
• 槽道及給料機
  

• 裝甲板
• 防彈盾牌

3D 打印砂模技術使模具設計更加精確且複雜，縮短了生產周期，並實現以往難以達到的幾何形狀。

新型砂料和粘結劑配方提升了模具的耐熱性，降低了因高澆注溫度引發缺陷的風險。

先進的模擬工具可精確模擬鑄造過程，預測流動動力學、凝固行為及收縮情況，優化模具設計並減少試錯過程。

受控氣氛爐和先進淬火技術等熱處理創新，進一步提升高錳鋼鑄件的機械性能。