鑄造三維柔性焊接平臺對熔煉鐵液質量的要求
2018年05月03日
新聞詳情
在鑄造合金家族中，三維柔性焊接平臺鑄造合金的發展取決于其優勢的發揚和劣勢的控制。鑄鐵與鑄鋼、有色合金相比，鑄造性能較好，容易鑄出形狀復雜、壁厚均勻的平臺鑄件而較少產生鑄造缺陷。因此，鐵液的利用率高，產品的適用面廣。此外，石墨鑄鐵還有一些與生俱生的，諸如減摩性、緩震性、切削性、疲勞斷裂性等方面的良好 性。
在材質競爭中，提高鑄鐵的比強度、增加強韌性、xiaochu內在缺陷，對于減輕鑄件重量，延長服役期，節約材料是 重要的。為了保證三維柔性焊接平臺鑄鐵性能的 性和穩定性，首先有良好的鐵液質量。
一、三維柔性焊接平臺（鑄鐵平臺）鐵液質量的內涵
鐵液(ye)質量包括：溫度、成分(fen)及(ji)成分(fen)度，有害元(yuan)素含量，非金(jin)屬(shu)夾雜(za)物數量、氣體溶(rong)量和爐外可造性等。
鐵液質量的控制分為熔(rong)煉(lian)，爐前處理和過(guo)濾(lv)三個環(huan)節(jie)。以下泊頭(tou)正創（李經理）簡(jian)述(shu)
二、三維柔性焊接平臺熔煉
1、沖天(tian)爐(lu)要上新臺(tai)階
獲(huo)得高溫鐵液
盡管鑄鐵(tie)(tie)件(jian)澆注(zhu)的(de)(de)工(gong)藝溫(wen)(wen)度并不(bu)(bu)高(gao)，不(bu)(bu)同鑄鐵(tie)(tie)大(da)多在1260℃~1400℃之間。但從獲(huo)得鐵(tie)(tie)液的(de)(de)觀點看(kan)，應有(you)較高(gao)的(de)(de)熔(rong)煉(lian)溫(wen)(wen)度。高(gao)溫(wen)(wen)熔(rong)煉(lian)保證(zheng)了(le)高(gao)的(de)(de)出鐵(tie)(tie)溫(wen)(wen)度，Fe、Si、Mn燒損少，爐況穩定，化學(xue)成分波動小。以發達 為例，沖天爐內C的(de)(de)波動可(ke)(ke)控制(zhi)在±0.05，Si的(de)(de)波動可(ke)(ke)控制(zhi)在±0.1。高(gao)溫(wen)(wen)熔(rong)煉(lian)，鐵(tie)(tie)液中的(de)(de)S、O、H、N及夾雜物都會減少，爐料(liao)的(de)(de)不(bu)(bu)良遺(yi)傳(chuan)性將會減弱(ruo)。
沖天爐(lu)獲(huo)得三維(wei)柔性焊接平臺高溫鐵液有三種方法：一是好的爐(lu)型(xing)，如兩排大間距(ju)，冷風(feng)(feng)+固(gu)定碳在85以上(shang)的焦炭，出鐵溫度可在1480℃以上(shang)。二是富(fu)氧送(song)風(feng)(feng)，此法簡便(bian)，調(diao)溫迅速及時，但受供氧條件的制約，局(ju)限性很大。三是熱送(song)風(feng)(feng)，不同熱風(feng)(feng)裝(zhuang)置(zhi)風(feng)(feng)溫由(you)150℃至(zhi)600℃不等，適于開爐(lu)時間較長的工廠使用。
我國(guo)鑄造廠多數生(sheng)產規模(mo)較小，因此在相當時(shi)期內(nei)，“方(fang)法一”將是(shi)主(zhu)要(yao)的(de)(de)措施。冷風(feng)作業，沖(chong)天(tian)爐(lu)的(de)(de)熱利用(yong)率低，從可持(chi)續發(fa)展(zhan)的(de)(de)戰略考慮，熱風(feng)沖(chong)天(tian)爐(lu)符合節能的(de)(de)國(guo)策，而(er)且(qie)可結合著解決環境污染(ran)，滿足社(she)會(hui)shengtai要(yao)求。隨著世界經濟yitihua進程(cheng)的(de)(de)發(fa)展(zhan)，鑄造業將重組(zu)、兼并(bing)，擴(kuo)大規模(mo)，實行集約化生(sheng)產，熱風(feng)作業將逐步擴(kuo)大其應用(yong)范圍。采用(yong)熱風(feng)與否(fou)考慮的(de)(de)兩個問題是(shi)，是(shi)否(fou)有足夠的(de)(de)連續作業時(shi)間，以及一次性(xing)投入(ru)的(de)(de)多少和投資的(de)(de)回(hui)收期。
② 穩定爐(lu)膛尺寸
低質爐(lu)襯(chen)(chen)材料會帶來一(yi)系(xi)列不良的(de)影(ying)響(xiang)：爐(lu)襯(chen)(chen)侵蝕物污染鐵液；侵蝕物改變爐(lu)渣的(de)物理化學性狀，從而影(ying)響(xiang)爐(lu)子的(de)順行(xing)和去硫效果；爐(lu)膛(tang)擴大，破壞熔煉的(de)穩定性，開爐(lu)時間一(yi)長，后期會出現(xian)鐵液溫度下降(jiang)，燒損增多，鐵液氧(yang)化的(de)現(xian)象。
2．使用中頻感(gan)應爐
近(jin)年來，正創(chuang)李經(jing)理(li)走訪(fang)了長江三角洲、珠江三角洲和膠東地區，發(fa)現(xian)采用感應(ying)爐(lu)(lu)或與(yu)沖(chong)天爐(lu)(lu)雙聯的工廠(chang)不少。感應(ying)爐(lu)(lu)鐵液的質量(liang)高，常(chang)是國(guo)外(wai)采購商和國(guo)內(nei)主機廠(chang)指(zhi)定的供貨條件(jian)。
進入二(er)十(shi)世(shi)紀九十(shi)年(nian)代(dai)(dai)，三代(dai)(dai)晶體管模塊中頻爐(lu)取二(er)代(dai)(dai)傳統可控硅中頻爐(lu)而(er)代(dai)(dai)之。這種爐(lu)子的(de) 點是節電、熔(rong)化速度(du)快、升溫(wen)迅(xun)速、操作簡便、工作 、對電網無干擾、功率因素高(gao)。
變頻(pin)中頻(pin)爐(lu)(lu)可(ke)滿足不(bu)同熔煉階段的不(bu)同工藝要求。當(dang)熔料時，用較高(gao)的頻(pin)率(lv)實現快速熔化；當(dang)增(zeng)(zeng)碳(tan)時，改用較低的頻(pin)率(lv)，增(zeng)(zeng)加鐵液(ye)攪拌力，jiakuai增(zeng)(zeng)碳(tan)過程，從而達(da)到縮短時間、節(jie)省(sheng)電力的目的。有的爐(lu)(lu)子還能隨液(ye)面高(gao)度的不(bu)同自動調(diao)節(jie)功率(lv)。近期國外推出的寬(kuan)爐(lu)(lu)體感應爐(lu)(lu)，可(ke)實現大料直接裝(zhuang)爐(lu)(lu)。
3．不可忽視三維柔性焊(han)接(jie)平臺生鐵中的微量元素
生鐵出(chu)廠一(yi)般只規定Si、Mn、P、S，對C無限量，微(wei)量元(yuan)素則隨礦源而任其自然，不(bu)作檢測，底碼(ma)不(bu)清。我國生鐵中的微(wei)量元(yuan)素有(you)Cu、Cr、Mo、V、Ni、Ti、Sn、Al、Pb、Bi、Zn、As、Sb等。其中Cu、Cr、Mo、V、Ni、并無害處，Al視為中性，As、Zn、Pb有(you)害，Ti、Sb、Bi、Sn為mingan元(yuan)素，低(di)于一(yi)定值有(you)利(li)，超過(guo)則有(you)弊(bi)。
4．感應爐增碳
感應爐(lu)(lu)若以廢鋼為(wei)主爐(lu)(lu)料，在爐(lu)(lu)內(nei)增碳生(sheng)(sheng)產合成鑄鐵，可得(de)到鋼一般純凈的(de)鐵液。由于沒有生(sheng)(sheng)鐵粗(cu)大(da)石墨(mo)(mo)的(de)遺傳和受孕能力優良(liang)，鑄鐵組織中的(de)石墨(mo)(mo)具有細小和分布均勻的(de) 點，球鐵的(de)球化率高，低(di)碳灰鐵易于得(de)到A型(xing)石墨(mo)(mo)和珠光(guang)體基體，且壁(bi)厚mingan性減(jian)小。因(yin)為(wei)磷很低(di)，大(da)大(da)降低(di)了(le)發動機件縮松(song)滲漏的(de)缺陷。
增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)劑(ji)常用(yong)的(de)有(you)(you)石(shi)墨(mo)質增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)劑(ji)（電塊或tianran石(shi)墨(mo)、類石(shi)墨(mo)）和(he)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)質增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)劑(ji)（如冶金焦）。電質地純(chun)，灰分(fen)<0.5，S、N含量只有(you)(you)0.1。選(xuan)用(yong)tianran石(shi)墨(mo)和(he)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)質增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)劑(ji)時(shi)，應 別關注(zhu)其灰分(fen)，S和(he)N量，并防止受潮。增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)劑(ji)的(de)吸收(shou)率，爐(lu)底加(jia)入（裝(zhuang)料）時(shi)為65~70，鏡面加(jia)入時(shi)為75~80。在(zai)一定程(cheng)度(du)上，回收(shou)率隨(sui)處理(li)溫(wen)度(du)的(de)提高而增(zeng)(zeng)加(jia)，但高于(yu)平衡溫(wen)度(du)后，因(yin)部分(fen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)消耗于(yu)反應（SiO2）+2C=[Si]+2CO，反而降低回收(shou)率。 碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)熔點為3727℃，碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)原子(zi)是通過溶解和(he)擴散方(fang)式進入鐵液的(de)，因(yin)此增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)劑(ji)的(de)粒度(du)和(he)熔池(chi)的(de)攪拌對于(yu)增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)過程(cheng) 重(zhong)要。
三 爐前處(chu)理
1． 脫硫
鐵(tie)液脫硫(liu)可減少球(qiu)化劑用量(liang)和(he)鑄件中(zhong)硫(liu)化物夾渣的數量(liang)。發達(da)(da) 球(qiu)鐵(tie)生產幾(ji)乎全(quan)部(bu)采用脫硫(liu)工藝，要求(qiu)脫硫(liu)后S≤0.01，我(wo)國條件下，目標位(wei)為S≤0.02，錫(xi)柴和(he)常(chang)柴可達(da)(da)到S≤0.015。
包(bao)底Na2CO3沖入法處理，方(fang)法簡便但脫(tuo)硫(liu)(liu)率低，效果不穩定，處理時煙塵(chen)污染環境，對咽喉有刺激(ji)性。在(zai)(zai)規(gui)模生產(chan)的球(qiu)鐵車間，宜將脫(tuo)硫(liu)(liu)劑(ji)置于液(ye)面，采用機械攪(jiao)拌法、搖包(bao)法或氣動(dong)攪(jiao)拌法進行脫(tuo)硫(liu)(liu)。其(qi)中氣動(dong)法較為簡單(dan)，動(dong)力消耗少，為流行。氣動(dong)脫(tuo)硫(liu)(liu)裝置可設于前(qian)爐上(shang)游，進行連(lian)續脫(tuo)硫(liu)(liu)，亦可在(zai)(zai)爐前(qian)單(dan)包(bao)間斷(duan)脫(tuo)硫(liu)(liu)。
2． 除渣
除渣(zha)過(guo)程可在包中或(huo)感應爐(lu)內進行。將除渣(zha)劑（聚渣(zha)劑）撒于液面(mian)即時形成一熔融層，起覆蓋和聚渣(zha)作用。除渣(zha)劑受熱膨化，在熔融層中產生許多小孔，起良好的保溫作用。
除(chu)渣劑(ji)(ji)分低(di)、中、高三檔。由原礦(kuang)經簡單破(po)碎、過篩的(de)(de)產品屬于低(di)檔，各省均產。現已不被鑄(zhu)造廠(chang)看好。中檔除(chu)渣劑(ji)(ji)對原礦(kuang)有(you)所選擇，增加了水洗等(deng)工序(xu)，能(neng)滿(man)足鑄(zhu)件的(de)(de)基本要求，為多數工廠(chang)接受。進口的(de)(de)除(chu)渣劑(ji)(ji)，選礦(kuang)源，加工工序(xu)有(you)別(bie)于一般。該產品撒于液(ye)面即迅速散布，覆蓋整個(ge)液(ye)面，除(chu)渣能(neng)力超卓，用量少，不粘爐(lu)襯(chen)與澆包(bao)，用棍(gun)即可(ke)將熔融渣層整體挑起，清渣方(fang)便，近三年來已開始(shi)受國(guo)內業界的(de)(de)重視。
3． 球化
球(qiu)(qiu)化處理(li)仍以包內沖(chong)入(ru)法(fa)為主。選(xuan)用(yong)球(qiu)(qiu)化劑需視熔爐(lu)(lu)、出鐵溫(wen)度(du)，脫硫與否和球(qiu)(qiu)鐵類(lei)型等(deng)而定(ding)(ding)(ding)。一(yi)般而言，沖(chong)天爐(lu)(lu)鐵液選(xuan)用(yong)Mg7~9，RE3~7的(de)(de)球(qiu)(qiu)化劑，感應(ying)爐(lu)(lu)鐵液選(xuan)用(yong)低(di)Mg（5~6），低(di)RE（1.5~2.5）球(qiu)(qiu)化劑，亦(yi)有(you)的(de)(de)廠仍用(yong)Mg8RE3球(qiu)(qiu)化劑。/T9228-1999標(biao)準，對(dui)Mg 和RE的(de)(de)成分范圍偏差規定(ding)(ding)(ding)為±1，有(you)些廠標(biao)已縮小為±0.5，對(dui)Ca、Al等(deng)亦(yi)有(you)明確規定(ding)(ding)(ding)。球(qiu)(qiu)化劑質量(liang)中(zhong)，應(ying)重視MgO含量(liang)、成分的(de)(de)偏析程度(du)以及粒(li)度(du)的(de)(de)集中(zhong)度(du)。凡是粒(li)度(du)不(bu)勻，粉末多，色澤(ze)發暗的(de)(de)球(qiu)(qiu)化劑不(bu)宜選(xuan)用(yong)。
原則上，只要掌握好(hao)鐵(tie)液的化(hua)學成(cheng)分和(he)(he)(he)孕(yun)育環節，采用(yong)(yong)上述球(qiu)化(hua)劑即可生產鑄(zhu)(zhu)(zhu)態(tai)(tai)球(qiu)鐵(tie)。但亦有(you)(you)工廠采用(yong)(yong)鑄(zhu)(zhu)(zhu)態(tai)(tai)球(qiu)鐵(tie)用(yong)(yong)球(qiu)化(hua)劑。一(yi)般，在(zai)鑄(zhu)(zhu)(zhu)態(tai)(tai)鐵(tie)素體球(qiu)化(hua)劑中(zhong)含有(you)(you)Ba和(he)(he)(he)Bi，在(zai)鑄(zhu)(zhu)(zhu)態(tai)(tai)珠光(guang)體球(qiu)化(hua)劑中(zhong)含有(you)(you)Ba和(he)(he)(he)Sb，但對于QT700-2以(yi)上的重要曲軸類鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)，不推薦使用(yong)(yong)含Sb球(qiu)化(hua)劑，此時(shi)應通過調整Cu、Mo等(deng)的含量來(lai)控(kong)制基(ji)體。指出，不管是否采用(yong)(yong)鑄(zhu)(zhu)(zhu)態(tai)(tai)球(qiu)化(hua)劑，孕(yun)育永遠是不可忽(hu)視的重要環節。
4． 孕育(yu)
孕育是提升鑄鐵(tie)質量的重要環節。經過十多年的努力，我國(guo)孕育劑基本實現(xian)了系(xi)列化(hua)和商品(pin)化(hua)。
5．合金(jin)化
鑄鐵(tie)常用(yong)的(de)合金(jin)(jin)元(yuan)素有(you)Si、Mn、Cu、Cr、Mo、Ni、Sn、Sb、V、Ti、P等(deng)。其中Si、Mn、Cr、Mo、P以(yi)(yi)鐵(tie)合金(jin)(jin)形式加(jia)(jia)入(ru)，Cu、Ni、Sb、Sn以(yi)(yi)金(jin)(jin)屬形式加(jia)(jia)入(ru)，V、Ti以(yi)(yi)鐵(tie)合金(jin)(jin)或(huo)VTi生鐵(tie)形式加(jia)(jia)入(ru)。加(jia)(jia)入(ru)時(shi)機在爐后（沖天(tian)爐）、爐內（感(gan)應爐）還是爐前，需(xu)視它們(men)的(de)熔(rong)點、氧(yang)化(hua)性和密度(du)等(deng)而(er)定。為了便于高熔(rong)點鐵(tie)合金(jin)(jin)的(de)熔(rong)吸，除控制粒(li)度(du)外，采(cai)用(yong)發熱合金(jin)(jin)劑或(huo)喂絲加(jia)(jia)入(ru)法是比(bi)較理想的(de)措(cuo)施。
四 過(guo)濾
金(jin)屬(shu)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)技術在(zai)工業發達(da) 應用較為普遍。實(shi)踐證明，關鍵機件(jian)(jian)的(de)(de)(de)失效不(bu)完全(quan)在(zai)于試棒力學性能的(de)(de)(de)高(gao)低(di)，而是(shi)三維柔性焊(han)接平臺鑄件(jian)(jian)內部的(de)(de)(de)健全(quan)程度。因此，單純追求金(jin)相組織(zhi)的(de)(de)(de)是(shi)不(bu)的(de)(de)(de)。走(zou)訪過(guo)(guo)的(de)(de)(de)工廠，其(qi)品(pin)牌產品(pin)無不(bu)重視過(guo)(guo)濾(lv)(lv)的(de)(de)(de)后一(yi)關。一(yi)般小件(jian)(jian)采用纖維過(guo)(guo)濾(lv)(lv)網，過(guo)(guo)流量大或(huo)重要(yao)件(jian)(jian)采用蜂窩(wo)陶瓷過(guo)(guo)濾(lv)(lv)片或(huo)泡沫(mo)陶瓷過(guo)(guo)濾(lv)(lv)片。
