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
鐵液質量(liang)包括(kuo)：溫度、成分及成分度，有害元素含量(liang)，非(fei)金屬(shu)夾雜(za)物數(shu)量(liang)、氣體溶量(liang)和爐外可造(zao)性等。
鐵液(ye)質(zhi)量的控制分為熔(rong)煉，爐前處理(li)和(he)過濾三個環節。以(yi)下泊頭(tou)正創(chuang)（李經(jing)理(li)）簡(jian)述
二(er)、三維(wei)柔(rou)性焊接(jie)平臺(tai)熔煉
1、沖(chong)天爐要(yao)上新臺(tai)階
獲得高溫鐵液(ye)
盡管鑄鐵件澆注的(de)工藝溫度(du)并(bing)不高，不同鑄鐵大多在(zai)(zai)1260℃~1400℃之間。但從獲得鐵液的(de)觀點看，應有較高的(de)熔(rong)煉溫度(du)。高溫熔(rong)煉保(bao)證了(le)高的(de)出鐵溫度(du)，Fe、Si、Mn燒(shao)損少，爐況穩定，化(hua)學成分波(bo)動小。以發達 為例(li)，沖(chong)天爐內C的(de)波(bo)動可控制(zhi)在(zai)(zai)±0.05，Si的(de)波(bo)動可控制(zhi)在(zai)(zai)±0.1。高溫熔(rong)煉，鐵液中的(de)S、O、H、N及夾雜物都(dou)會減少，爐料(liao)的(de)不良遺傳性將(jiang)會減弱。
沖天爐獲得三(san)(san)維柔性(xing)焊(han)接(jie)平臺(tai)高溫(wen)鐵液有三(san)(san)種方法(fa)：一是(shi)好(hao)的爐型，如兩排大間(jian)距，冷風(feng)+固定碳在85以上的焦炭(tan)，出鐵溫(wen)度(du)可在1480℃以上。二是(shi)富氧送風(feng)，此法(fa)簡(jian)便，調溫(wen)迅速及時(shi)，但受供氧條件(jian)的制約，局限性(xing)很大。三(san)(san)是(shi)熱送風(feng)，不(bu)(bu)同熱風(feng)裝(zhuang)置風(feng)溫(wen)由150℃至600℃不(bu)(bu)等，適于開(kai)爐時(shi)間(jian)較長的工廠使用。
我(wo)國(guo)鑄造廠(chang)多(duo)數生(sheng)產規(gui)模(mo)(mo)較小，因此在相當時期內(nei)，“方法一(yi)”將(jiang)(jiang)是(shi)(shi)主要的(de)措施。冷風(feng)(feng)(feng)作(zuo)業(ye)(ye)，沖(chong)天爐(lu)(lu)的(de)熱(re)利用率低，從(cong)可(ke)持(chi)續發展的(de)戰略考慮，熱(re)風(feng)(feng)(feng)沖(chong)天爐(lu)(lu)符合節能(neng)的(de)國(guo)策，而且可(ke)結(jie)合著解決環境污(wu)染，滿足社會shengtai要求(qiu)。隨著世界經濟(ji)yitihua進程的(de)發展，鑄造業(ye)(ye)將(jiang)(jiang)重組、兼并，擴大(da)規(gui)模(mo)(mo)，實行集約化生(sheng)產，熱(re)風(feng)(feng)(feng)作(zuo)業(ye)(ye)將(jiang)(jiang)逐步擴大(da)其應用范(fan)圍。采用熱(re)風(feng)(feng)(feng)與否(fou)(fou)考慮的(de)兩個(ge)問題(ti)是(shi)(shi)，是(shi)(shi)否(fou)(fou)有(you)足夠的(de)連續作(zuo)業(ye)(ye)時間，以(yi)及一(yi)次性投入的(de)多(duo)少和(he)投資的(de)回收期。
② 穩定爐(lu)膛尺寸
低(di)質爐(lu)襯(chen)材(cai)料(liao)會帶來一系列不(bu)良的影響：爐(lu)襯(chen)侵蝕物(wu)污(wu)染鐵液(ye)；侵蝕物(wu)改變爐(lu)渣的物(wu)理(li)化(hua)學(xue)性狀(zhuang)，從而影響爐(lu)子的順行(xing)和去硫效果；爐(lu)膛(tang)擴(kuo)大，破(po)壞熔煉的穩定性，開爐(lu)時間一長，后期會出(chu)現(xian)鐵液(ye)溫(wen)度下降，燒損增多(duo)，鐵液(ye)氧化(hua)的現(xian)象。
2．使用(yong)中頻感(gan)應(ying)爐
近年來，正創(chuang)李經理(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)或與沖天(tian)爐(lu)雙聯的(de)(de)(de)工廠不少。感應(ying)爐(lu)鐵液的(de)(de)(de)質量高，常是國外采購商和國內(nei)主(zhu)機廠指(zhi)定(ding)的(de)(de)(de)供貨條件。
進(jin)入二十世紀九十年(nian)代(dai)，三代(dai)晶體管模塊中頻爐取(qu)二代(dai)傳統可控硅中頻爐而代(dai)之。這種(zhong)爐子的 點(dian)是節電、熔化速度(du)快、升溫迅速、操(cao)作簡便、工(gong)作 、對電網無干擾、功率因素高。
變頻(pin)(pin)中頻(pin)(pin)爐(lu)(lu)可滿足不(bu)同熔(rong)煉(lian)階(jie)段的不(bu)同工藝(yi)要求。當熔(rong)料時(shi)，用(yong)較高的頻(pin)(pin)率實(shi)現快速(su)熔(rong)化；當增碳(tan)時(shi)，改用(yong)較低(di)的頻(pin)(pin)率，增加鐵液(ye)攪拌力(li)，jiakuai增碳(tan)過(guo)程，從而達到縮(suo)短時(shi)間、節(jie)省電力(li)的目的。有的爐(lu)(lu)子還能隨液(ye)面高度的不(bu)同自動調節(jie)功率。近期國外推出(chu)的寬爐(lu)(lu)體感應(ying)爐(lu)(lu)，可實(shi)現大料直接裝爐(lu)(lu)。
3．不可(ke)忽視三維(wei)柔(rou)性焊(han)接平臺(tai)生鐵中的微量元(yuan)素
生鐵(tie)(tie)出廠一般(ban)只規(gui)定Si、Mn、P、S，對C無(wu)限量(liang)(liang)，微(wei)量(liang)(liang)元(yuan)(yuan)素(su)則隨礦源而任其自然(ran)，不(bu)作檢(jian)測，底碼不(bu)清。我(wo)國生鐵(tie)(tie)中(zhong)的微(wei)量(liang)(liang)元(yuan)(yuan)素(su)有(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(chu)，Al視為(wei)中(zhong)性(xing)，As、Zn、Pb有(you)害，Ti、Sb、Bi、Sn為(wei)mingan元(yuan)(yuan)素(su)，低于(yu)一定值(zhi)有(you)利，超過則有(you)弊。
4．感應爐增(zeng)碳
感(gan)應爐若以廢(fei)鋼為主爐料，在爐內增(zeng)碳生(sheng)產合成鑄鐵(tie)(tie)，可得到鋼一般純凈的(de)(de)鐵(tie)(tie)液。由于沒有(you)生(sheng)鐵(tie)(tie)粗(cu)大石墨(mo)的(de)(de)遺(yi)傳和(he)受孕能力優良，鑄鐵(tie)(tie)組織中的(de)(de)石墨(mo)具有(you)細小(xiao)和(he)分布均勻的(de)(de) 點，球鐵(tie)(tie)的(de)(de)球化率(lv)高，低碳灰鐵(tie)(tie)易(yi)于得到A型(xing)石墨(mo)和(he)珠光(guang)體基體，且壁厚(hou)mingan性減小(xiao)。因(yin)為磷很低，大大降低了發動機(ji)件縮松滲漏(lou)的(de)(de)缺陷(xian)。
增(zeng)碳(tan)劑常用的(de)(de)有石(shi)(shi)墨質增(zeng)碳(tan)劑（電塊或tianran石(shi)(shi)墨、類(lei)石(shi)(shi)墨）和(he)碳(tan)質增(zeng)碳(tan)劑（如冶金焦）。電質地(di)純，灰(hui)分(fen)(fen)<0.5，S、N含量只有0.1。選(xuan)用tianran石(shi)(shi)墨和(he)碳(tan)質增(zeng)碳(tan)劑時，應(ying) 別關注其(qi)灰(hui)分(fen)(fen)，S和(he)N量，并(bing)防止受(shou)潮。增(zeng)碳(tan)劑的(de)(de)吸收(shou)率，爐底加(jia)入(ru)（裝料）時為(wei)(wei)65~70，鏡(jing)面(mian)加(jia)入(ru)時為(wei)(wei)75~80。在一定程度(du)上，回(hui)收(shou)率隨處理(li)溫度(du)的(de)(de)提高(gao)而(er)增(zeng)加(jia)，但高(gao)于(yu)平衡溫度(du)后，因(yin)部分(fen)(fen)碳(tan)消耗于(yu)反(fan)應(ying)（SiO2）+2C=[Si]+2CO，反(fan)而(er)降低(di)回(hui)收(shou)率。 碳(tan)的(de)(de)熔點(dian)為(wei)(wei)3727℃，碳(tan)原(yuan)子(zi)是通過溶解和(he)擴散方(fang)式進(jin)入(ru)鐵(tie)液(ye)的(de)(de)，因(yin)此增(zeng)碳(tan)劑的(de)(de)粒度(du)和(he)熔池的(de)(de)攪拌對于(yu)增(zeng)碳(tan)過程 重要。
三 爐(lu)前處理
1． 脫硫
鐵液(ye)脫硫(liu)可減少球化劑用(yong)量(liang)和鑄件(jian)中硫(liu)化物(wu)夾渣的(de)數量(liang)。發達(da) 球鐵生產(chan)幾乎全部采用(yong)脫硫(liu)工藝，要求(qiu)脫硫(liu)后S≤0.01，我國(guo)條件(jian)下，目標位(wei)為S≤0.02，錫(xi)柴(chai)(chai)和常(chang)柴(chai)(chai)可達(da)到S≤0.015。
包(bao)底Na2CO3沖入法處(chu)理，方法簡便但脫(tuo)硫(liu)率低，效果不穩定，處(chu)理時煙塵污(wu)染環境，對咽喉有刺激(ji)性。在(zai)(zai)規模生產的球(qiu)鐵車間(jian)，宜將脫(tuo)硫(liu)劑置于(yu)液面，采用機械攪拌法、搖(yao)包(bao)法或氣(qi)動(dong)攪拌法進行脫(tuo)硫(liu)。其中氣(qi)動(dong)法較為(wei)簡單(dan)，動(dong)力消耗少(shao)，為(wei)流行。氣(qi)動(dong)脫(tuo)硫(liu)裝置可設于(yu)前爐上(shang)游，進行連續脫(tuo)硫(liu)，亦(yi)可在(zai)(zai)爐前單(dan)包(bao)間(jian)斷脫(tuo)硫(liu)。
2． 除渣(zha)
除渣(zha)過(guo)程可在(zai)包中(zhong)或感應爐內(nei)進(jin)行。將除渣(zha)劑（聚渣(zha)劑）撒于液面即時形成一(yi)熔(rong)融層，起覆蓋和聚渣(zha)作用。除渣(zha)劑受熱膨化，在(zai)熔(rong)融層中(zhong)產生許多小孔，起良好的保溫作用。
除渣(zha)(zha)劑分(fen)低、中、高三檔。由原(yuan)礦經簡單破碎(sui)、過篩的(de)產(chan)品屬于低檔，各(ge)省均產(chan)。現已不被鑄(zhu)造(zao)廠看好。中檔除渣(zha)(zha)劑對原(yuan)礦有(you)所選擇，增加(jia)了(le)水洗(xi)等工序(xu)，能(neng)滿足鑄(zhu)件(jian)的(de)基本要(yao)求，為多數工廠接受。進口的(de)除渣(zha)(zha)劑，選礦源，加(jia)工工序(xu)有(you)別(bie)于一般。該產(chan)品撒于液面即(ji)迅速散布(bu)，覆蓋整(zheng)個液面，除渣(zha)(zha)能(neng)力超(chao)卓，用量少，不粘(zhan)爐襯與澆包，用棍即(ji)可將熔融渣(zha)(zha)層整(zheng)體挑起，清渣(zha)(zha)方便，近三年(nian)來已開始受國內業界的(de)重視。
3． 球化
球(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)處(chu)理(li)仍以包內(nei)沖入(ru)法為主(zhu)。選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)球(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)需(xu)視熔(rong)爐(lu)、出鐵(tie)溫度(du)，脫硫與否和(he)球(qiu)鐵(tie)類型(xing)等而定。一般(ban)而言，沖天爐(lu)鐵(tie)液選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)Mg7~9，RE3~7的(de)(de)(de)球(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)，感(gan)應(ying)爐(lu)鐵(tie)液選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)低Mg（5~6），低RE（1.5~2.5）球(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)，亦有的(de)(de)(de)廠仍用(yong)(yong)Mg8RE3球(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)。/T9228-1999標(biao)準，對Mg 和(he)RE的(de)(de)(de)成分范圍偏差(cha)規(gui)定為±1，有些廠標(biao)已縮小為±0.5，對Ca、Al等亦有明確規(gui)定。球(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)質量(liang)中，應(ying)重(zhong)視MgO含量(liang)、成分的(de)(de)(de)偏析(xi)程(cheng)度(du)以及粒度(du)的(de)(de)(de)集中度(du)。凡是粒度(du)不勻，粉(fen)末多，色澤發暗的(de)(de)(de)球(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)不宜(yi)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)。
原則上(shang)，只要掌握好鐵液的化學成(cheng)分(fen)和孕(yun)育(yu)環(huan)節，采用(yong)(yong)上(shang)述球(qiu)(qiu)(qiu)化劑即可(ke)(ke)生產(chan)鑄(zhu)(zhu)態(tai)球(qiu)(qiu)(qiu)鐵。但(dan)亦有工廠采用(yong)(yong)鑄(zhu)(zhu)態(tai)球(qiu)(qiu)(qiu)鐵用(yong)(yong)球(qiu)(qiu)(qiu)化劑。一般，在(zai)鑄(zhu)(zhu)態(tai)鐵素體(ti)球(qiu)(qiu)(qiu)化劑中含有Ba和Bi，在(zai)鑄(zhu)(zhu)態(tai)珠光(guang)體(ti)球(qiu)(qiu)(qiu)化劑中含有Ba和Sb，但(dan)對于QT700-2以上(shang)的重要曲軸類(lei)鑄(zhu)(zhu)件，不(bu)(bu)推(tui)薦(jian)使用(yong)(yong)含Sb球(qiu)(qiu)(qiu)化劑，此時(shi)應通(tong)過(guo)調(diao)整(zheng)Cu、Mo等的含量來控制基體(ti)。指出，不(bu)(bu)管是(shi)否采用(yong)(yong)鑄(zhu)(zhu)態(tai)球(qiu)(qiu)(qiu)化劑，孕(yun)育(yu)永遠(yuan)是(shi)不(bu)(bu)可(ke)(ke)忽(hu)視的重要環(huan)節。
4． 孕育
孕(yun)育是提升鑄鐵質量的重要環節(jie)。經過十多年的努力，我國孕(yun)育劑基本實現了系列化(hua)和商(shang)品化(hua)。
5．合(he)金化
鑄鐵(tie)(tie)常(chang)用(yong)的(de)合(he)金(jin)(jin)元素有(you)Si、Mn、Cu、Cr、Mo、Ni、Sn、Sb、V、Ti、P等(deng)。其中Si、Mn、Cr、Mo、P以鐵(tie)(tie)合(he)金(jin)(jin)形式加(jia)(jia)入(ru)，Cu、Ni、Sb、Sn以金(jin)(jin)屬形式加(jia)(jia)入(ru)，V、Ti以鐵(tie)(tie)合(he)金(jin)(jin)或VTi生鐵(tie)(tie)形式加(jia)(jia)入(ru)。加(jia)(jia)入(ru)時(shi)機(ji)在爐(lu)(lu)后（沖天爐(lu)(lu)）、爐(lu)(lu)內(nei)（感(gan)應爐(lu)(lu)）還(huan)是爐(lu)(lu)前，需(xu)視它(ta)們的(de)熔(rong)點、氧化性(xing)和密度等(deng)而定。為(wei)了便于高(gao)熔(rong)點鐵(tie)(tie)合(he)金(jin)(jin)的(de)熔(rong)吸(xi)，除控制粒度外，采用(yong)發熱合(he)金(jin)(jin)劑或喂絲加(jia)(jia)入(ru)法(fa)是比較理想的(de)措施(shi)。
四 過濾
金屬過(guo)濾技術在工(gong)業(ye)發達 應用(yong)較為普遍。實踐證明(ming)，關(guan)(guan)鍵機件(jian)的(de)(de)(de)失(shi)效不(bu)完全在于試棒力學性(xing)能的(de)(de)(de)高低(di)，而(er)是三(san)維(wei)(wei)柔性(xing)焊(han)接平(ping)臺鑄件(jian)內部的(de)(de)(de)健(jian)全程度(du)。因此，單純追求(qiu)金相組織(zhi)的(de)(de)(de)是不(bu)的(de)(de)(de)。走(zou)訪過(guo)的(de)(de)(de)工(gong)廠，其(qi)品牌產品無不(bu)重視(shi)過(guo)濾的(de)(de)(de)后一(yi)(yi)關(guan)(guan)。一(yi)(yi)般小件(jian)采(cai)(cai)用(yong)纖維(wei)(wei)過(guo)濾網，過(guo)流量大(da)或重要件(jian)采(cai)(cai)用(yong)蜂窩陶瓷(ci)過(guo)濾片或泡沫陶瓷(ci)過(guo)濾片。
