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
鐵液質(zhi)量(liang)包括：溫度、成(cheng)分及(ji)成(cheng)分度，有害元素含量(liang)，非金屬(shu)夾雜物數量(liang)、氣體溶量(liang)和(he)爐外可(ke)造性等。
鐵液質量的控制分為熔煉(lian)，爐前處理和過濾三(san)個環節。以下泊頭正(zheng)創（李經理）簡述(shu)
二、三(san)維柔性焊接平(ping)臺熔(rong)煉
1、沖天爐(lu)要上(shang)新臺(tai)階
獲得高溫鐵(tie)液(ye)
盡管鑄(zhu)鐵(tie)件(jian)澆注的(de)工藝(yi)溫(wen)(wen)度并不(bu)高(gao)(gao)，不(bu)同鑄(zhu)鐵(tie)大多在(zai)1260℃~1400℃之間。但從獲得鐵(tie)液的(de)觀點看，應有較高(gao)(gao)的(de)熔煉(lian)(lian)溫(wen)(wen)度。高(gao)(gao)溫(wen)(wen)熔煉(lian)(lian)保證(zheng)了高(gao)(gao)的(de)出鐵(tie)溫(wen)(wen)度，Fe、Si、Mn燒損少，爐況(kuang)穩定，化(hua)學成分波(bo)動小。以發達 為例，沖天(tian)爐內C的(de)波(bo)動可(ke)控(kong)制在(zai)±0.05，Si的(de)波(bo)動可(ke)控(kong)制在(zai)±0.1。高(gao)(gao)溫(wen)(wen)熔煉(lian)(lian)，鐵(tie)液中的(de)S、O、H、N及(ji)夾雜物(wu)都會減少，爐料的(de)不(bu)良遺傳性將會減弱。
沖天爐獲得三維柔性焊(han)接(jie)平臺高溫鐵液有三種方法：一是好的(de)爐型，如兩排(pai)大(da)間(jian)距，冷風+固定碳在(zai)85以上(shang)的(de)焦炭，出鐵溫度可在(zai)1480℃以上(shang)。二是富(fu)氧(yang)送(song)風，此(ci)法簡便，調溫迅速(su)及時，但受供氧(yang)條件的(de)制約，局限性很(hen)大(da)。三是熱送(song)風，不(bu)同熱風裝置風溫由150℃至(zhi)600℃不(bu)等，適于(yu)開爐時間(jian)較長的(de)工廠使(shi)用。
我(wo)國(guo)鑄造(zao)(zao)廠多數生產(chan)規模較小，因此在相當(dang)時期(qi)內(nei)，“方(fang)法一(yi)”將是(shi)主要的(de)(de)措施。冷風(feng)作(zuo)(zuo)業，沖(chong)天爐的(de)(de)熱利用(yong)率(lv)低，從可(ke)持(chi)續發(fa)(fa)展(zhan)的(de)(de)戰略考慮，熱風(feng)沖(chong)天爐符(fu)合節能的(de)(de)國(guo)策(ce)，而且可(ke)結合著解決環境(jing)污染，滿(man)足社會shengtai要求。隨(sui)著世界(jie)經濟yitihua進程的(de)(de)發(fa)(fa)展(zhan)，鑄造(zao)(zao)業將重(zhong)組、兼(jian)并(bing)，擴大(da)規模，實行集約化生產(chan)，熱風(feng)作(zuo)(zuo)業將逐步擴大(da)其應用(yong)范圍。采用(yong)熱風(feng)與否(fou)考慮的(de)(de)兩個問(wen)題是(shi)，是(shi)否(fou)有足夠(gou)的(de)(de)連續作(zuo)(zuo)業時間，以及一(yi)次性投入的(de)(de)多少和(he)投資(zi)的(de)(de)回收期(qi)。
② 穩定爐(lu)膛(tang)尺寸
低質爐(lu)襯(chen)材料(liao)會帶(dai)來(lai)一(yi)系列不良的(de)影響(xiang)：爐(lu)襯(chen)侵蝕物污染鐵液；侵蝕物改(gai)變爐(lu)渣的(de)物理化學性(xing)狀，從(cong)而影響(xiang)爐(lu)子的(de)順行和(he)去硫效(xiao)果(guo)；爐(lu)膛擴大(da)，破(po)壞熔煉的(de)穩(wen)定性(xing)，開爐(lu)時間一(yi)長，后期會出現(xian)鐵液溫度下降，燒損增多(duo)，鐵液氧化的(de)現(xian)象。
2．使(shi)用中(zhong)頻感應爐
近年來(lai)，正創李經理走訪了長(chang)江三角(jiao)洲、珠(zhu)江三角(jiao)洲和(he)膠東地區，發(fa)現采(cai)用感(gan)應爐或與沖天爐雙聯的工(gong)廠不少。感(gan)應爐鐵液的質量高(gao)，常(chang)是國外(wai)采(cai)購商和(he)國內主機廠指定(ding)的供(gong)貨條件(jian)。
進入二(er)十世(shi)紀九十年代，三代晶(jing)體管模塊中頻(pin)爐(lu)取二(er)代傳(chuan)統可控硅中頻(pin)爐(lu)而代之。這種爐(lu)子(zi)的(de) 點(dian)是節(jie)電(dian)、熔化速(su)度(du)快、升溫迅(xun)速(su)、操作(zuo)簡(jian)便、工作(zuo) 、對電(dian)網無干(gan)擾(rao)、功率(lv)因素高。
變頻(pin)(pin)中頻(pin)(pin)爐可滿足不同(tong)熔(rong)煉階段(duan)的(de)不同(tong)工藝要求。當熔(rong)料(liao)時，用較(jiao)高(gao)的(de)頻(pin)(pin)率實現(xian)快速熔(rong)化；當增(zeng)碳(tan)時，改用較(jiao)低的(de)頻(pin)(pin)率，增(zeng)加鐵液攪(jiao)拌力(li)，jiakuai增(zeng)碳(tan)過程，從而達到縮短時間、節省(sheng)電力(li)的(de)目的(de)。有的(de)爐子(zi)還能(neng)隨液面高(gao)度的(de)不同(tong)自動調(diao)節功率。近期國外(wai)推出的(de)寬爐體感(gan)應爐，可實現(xian)大料(liao)直接裝爐。
3．不可忽視三(san)維柔性焊接平臺生鐵中(zhong)的微量元(yuan)素(su)
生(sheng)鐵(tie)出廠一(yi)般只規定(ding)Si、Mn、P、S，對C無(wu)限(xian)量(liang)，微量(liang)元(yuan)素則(ze)隨礦源(yuan)而任其自然(ran)，不(bu)作檢(jian)測，底碼不(bu)清。我(wo)國生(sheng)鐵(tie)中(zhong)的微量(liang)元(yuan)素有(you)(you)Cu、Cr、Mo、V、Ni、Ti、Sn、Al、Pb、Bi、Zn、As、Sb等。其中(zhong)Cu、Cr、Mo、V、Ni、并無(wu)害處，Al視(shi)為(wei)中(zhong)性(xing)，As、Zn、Pb有(you)(you)害，Ti、Sb、Bi、Sn為(wei)mingan元(yuan)素，低于一(yi)定(ding)值有(you)(you)利，超過則(ze)有(you)(you)弊。
4．感應爐增碳
感應爐(lu)若以廢(fei)鋼為主爐(lu)料，在(zai)爐(lu)內增碳生(sheng)(sheng)產合成鑄鐵(tie)(tie)，可得到(dao)鋼一般純凈的(de)鐵(tie)(tie)液(ye)。由于沒有生(sheng)(sheng)鐵(tie)(tie)粗大石墨(mo)的(de)遺傳和受孕能力優(you)良，鑄鐵(tie)(tie)組(zu)織中(zhong)的(de)石墨(mo)具有細小(xiao)和分布(bu)均勻的(de) 點(dian)，球鐵(tie)(tie)的(de)球化率高，低碳灰鐵(tie)(tie)易(yi)于得到(dao)A型石墨(mo)和珠光體(ti)基體(ti)，且(qie)壁厚mingan性(xing)減小(xiao)。因為磷很低，大大降低了發動機件縮松滲漏的(de)缺陷。
增(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)劑(ji)常(chang)用的(de)有(you)石(shi)墨質(zhi)增(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)劑(ji)（電(dian)塊或tianran石(shi)墨、類(lei)石(shi)墨）和碳(tan)質(zhi)增(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)劑(ji)（如冶金焦）。電(dian)質(zhi)地純，灰分(fen)<0.5，S、N含(han)量只(zhi)有(you)0.1。選用tianran石(shi)墨和碳(tan)質(zhi)增(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)劑(ji)時，應 別關注其(qi)灰分(fen)，S和N量，并防(fang)止受潮。增(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)劑(ji)的(de)吸收(shou)率(lv)，爐底加入(ru)（裝料(liao)）時為(wei)65~70，鏡面加入(ru)時為(wei)75~80。在一(yi)定程度上(shang)，回(hui)收(shou)率(lv)隨處理溫度的(de)提高(gao)而(er)增(zeng)(zeng)(zeng)加，但(dan)高(gao)于(yu)平(ping)衡溫度后，因部分(fen)碳(tan)消耗于(yu)反應（SiO2）+2C=[Si]+2CO，反而(er)降低回(hui)收(shou)率(lv)。 碳(tan)的(de)熔點為(wei)3727℃，碳(tan)原子是(shi)通過(guo)溶解和擴散方式進(jin)入(ru)鐵液的(de)，因此增(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)劑(ji)的(de)粒度和熔池的(de)攪拌對于(yu)增(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)過(guo)程 重要。
三 爐前處理
1． 脫硫
鐵(tie)液脫(tuo)硫可減少球化(hua)劑用量和鑄件中硫化(hua)物夾(jia)渣的數(shu)量。發達(da)(da) 球鐵(tie)生產(chan)幾乎全部(bu)采用脫(tuo)硫工(gong)藝，要求脫(tuo)硫后S≤0.01，我國條件下，目標(biao)位為(wei)S≤0.02，錫(xi)柴和常柴可達(da)(da)到S≤0.015。
包(bao)底Na2CO3沖(chong)入法(fa)(fa)(fa)處理(li)，方法(fa)(fa)(fa)簡便(bian)但(dan)脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)率低，效果不穩定，處理(li)時煙塵污(wu)染環境，對咽喉有(you)刺激性。在規模(mo)生產的球鐵(tie)車間，宜(yi)將脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)劑置于液面，采用機械(xie)攪拌法(fa)(fa)(fa)、搖包(bao)法(fa)(fa)(fa)或氣動(dong)(dong)攪拌法(fa)(fa)(fa)進(jin)行脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)。其中氣動(dong)(dong)法(fa)(fa)(fa)較為簡單，動(dong)(dong)力消耗(hao)少，為流(liu)行。氣動(dong)(dong)脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)裝置可設于前(qian)爐上游，進(jin)行連(lian)續脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)，亦可在爐前(qian)單包(bao)間斷脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)。
2． 除渣
除渣(zha)過(guo)程可(ke)在包中或感應爐內進行。將除渣(zha)劑(ji)（聚渣(zha)劑(ji)）撒于液(ye)面(mian)即(ji)時(shi)形(xing)成(cheng)一(yi)熔融層，起覆(fu)蓋(gai)和聚渣(zha)作(zuo)用。除渣(zha)劑(ji)受熱(re)膨化，在熔融層中產生許(xu)多小孔，起良好的保溫作(zuo)用。
除(chu)渣(zha)(zha)劑(ji)分低、中(zhong)、高三檔(dang)(dang)。由原礦經(jing)簡單(dan)破碎、過篩的(de)產(chan)(chan)品屬于(yu)低檔(dang)(dang)，各省均產(chan)(chan)。現已不(bu)(bu)被鑄造廠(chang)看好。中(zhong)檔(dang)(dang)除(chu)渣(zha)(zha)劑(ji)對(dui)原礦有所選(xuan)擇(ze)，增加(jia)(jia)了水洗(xi)等工(gong)序(xu)，能滿足鑄件(jian)的(de)基本要求，為多數工(gong)廠(chang)接受。進(jin)口的(de)除(chu)渣(zha)(zha)劑(ji)，選(xuan)礦源，加(jia)(jia)工(gong)工(gong)序(xu)有別(bie)于(yu)一(yi)般。該(gai)產(chan)(chan)品撒于(yu)液面(mian)即(ji)(ji)迅速散布，覆蓋整個液面(mian)，除(chu)渣(zha)(zha)能力超卓，用(yong)量(liang)少(shao)，不(bu)(bu)粘爐(lu)襯與澆包，用(yong)棍即(ji)(ji)可(ke)將熔(rong)融渣(zha)(zha)層整體(ti)挑起，清渣(zha)(zha)方便，近三年(nian)來已開始(shi)受國內業界的(de)重視。
3． 球化
球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)處理仍以包內沖入法為主。選(xuan)(xuan)用球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑需視熔(rong)爐、出鐵(tie)(tie)(tie)溫度(du)，脫硫與否和(he)球(qiu)(qiu)鐵(tie)(tie)(tie)類型等(deng)而定(ding)。一般而言，沖天爐鐵(tie)(tie)(tie)液(ye)選(xuan)(xuan)用Mg7~9，RE3~7的球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑，感應爐鐵(tie)(tie)(tie)液(ye)選(xuan)(xuan)用低Mg（5~6），低RE（1.5~2.5）球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑，亦有的廠(chang)仍用Mg8RE3球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑。/T9228-1999標準，對Mg 和(he)RE的成(cheng)(cheng)分(fen)范圍偏差規(gui)定(ding)為±1，有些廠(chang)標已縮小(xiao)為±0.5，對Ca、Al等(deng)亦有明確規(gui)定(ding)。球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑質(zhi)量中(zhong)，應重視MgO含量、成(cheng)(cheng)分(fen)的偏析程度(du)以及粒度(du)的集中(zhong)度(du)。凡是粒度(du)不勻，粉末多，色澤(ze)發暗的球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)劑不宜(yi)選(xuan)(xuan)用。
原(yuan)則(ze)上(shang)，只要(yao)掌(zhang)握(wo)好鐵(tie)液(ye)的化(hua)學(xue)成分和孕育(yu)環(huan)節，采用上(shang)述球(qiu)化(hua)劑(ji)即可(ke)生產鑄態球(qiu)鐵(tie)。但亦有工廠采用鑄態球(qiu)鐵(tie)用球(qiu)化(hua)劑(ji)。一般，在(zai)鑄態鐵(tie)素體球(qiu)化(hua)劑(ji)中含(han)有Ba和Bi，在(zai)鑄態珠光(guang)體球(qiu)化(hua)劑(ji)中含(han)有Ba和Sb，但對于QT700-2以上(shang)的重要(yao)曲(qu)軸類鑄件，不推薦使用含(han)Sb球(qiu)化(hua)劑(ji)，此時應通過調(diao)整Cu、Mo等的含(han)量來(lai)控制(zhi)基體。指出(chu)，不管是否采用鑄態球(qiu)化(hua)劑(ji)，孕育(yu)永遠是不可(ke)忽(hu)視的重要(yao)環(huan)節。
4． 孕育
孕(yun)育(yu)是提(ti)升(sheng)鑄鐵質量的重(zhong)要環節。經過十多年的努(nu)力，我國孕(yun)育(yu)劑基本實現了系列化和(he)商品化。
5．合(he)金化
鑄鐵(tie)(tie)常(chang)用(yong)的(de)(de)(de)合(he)金(jin)(jin)元(yuan)素有Si、Mn、Cu、Cr、Mo、Ni、Sn、Sb、V、Ti、P等。其中Si、Mn、Cr、Mo、P以鐵(tie)(tie)合(he)金(jin)(jin)形(xing)式加(jia)入，Cu、Ni、Sb、Sn以金(jin)(jin)屬(shu)形(xing)式加(jia)入，V、Ti以鐵(tie)(tie)合(he)金(jin)(jin)或VTi生鐵(tie)(tie)形(xing)式加(jia)入。加(jia)入時(shi)機在(zai)爐(lu)后（沖天爐(lu)）、爐(lu)內（感應爐(lu)）還(huan)是(shi)爐(lu)前(qian)，需視它(ta)們(men)的(de)(de)(de)熔(rong)點(dian)、氧化性(xing)和(he)密度(du)等而定。為了便于高熔(rong)點(dian)鐵(tie)(tie)合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)熔(rong)吸，除(chu)控制(zhi)粒(li)度(du)外，采用(yong)發熱(re)合(he)金(jin)(jin)劑或喂(wei)絲(si)加(jia)入法是(shi)比較理想的(de)(de)(de)措施。
四 過(guo)濾
金屬(shu)過(guo)(guo)濾(lv)技術在(zai)工(gong)業發達 應用較為(wei)普遍。實踐證明，關鍵(jian)機(ji)件的(de)失效不(bu)完全在(zai)于(yu)試棒力學性(xing)能的(de)高(gao)低，而是(shi)三維(wei)柔性(xing)焊接平臺(tai)鑄(zhu)件內(nei)部的(de)健全程度。因此，單純(chun)追求金相組織的(de)是(shi)不(bu)的(de)。走訪過(guo)(guo)的(de)工(gong)廠，其(qi)品牌產(chan)品無不(bu)重(zhong)視過(guo)(guo)濾(lv)的(de)后(hou)一(yi)關。一(yi)般小件采(cai)用纖維(wei)過(guo)(guo)濾(lv)網，過(guo)(guo)流量大或重(zhong)要(yao)件采(cai)用蜂窩陶瓷(ci)過(guo)(guo)濾(lv)片或泡沫(mo)陶瓷(ci)過(guo)(guo)濾(lv)片。
