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
鐵液質量包括：溫(wen)度、成分(fen)及(ji)成分(fen)度，有害元素含(han)量，非金屬夾(jia)雜物數量、氣體溶量和爐外可造性等。
鐵(tie)液質量(liang)的控(kong)制分(fen)為熔煉，爐前處理和過濾三個環節(jie)。以下泊頭正創（李(li)經理）簡述(shu)
二、三維柔性焊(han)接(jie)平(ping)臺熔煉
1、沖天(tian)爐要上新臺(tai)階
獲得高溫(wen)鐵液
盡管鑄鐵(tie)件(jian)澆注(zhu)的(de)(de)(de)工藝溫度并(bing)不高(gao)(gao)，不同鑄鐵(tie)大多在(zai)1260℃~1400℃之間。但(dan)從獲得鐵(tie)液的(de)(de)(de)觀點(dian)看(kan)，應有較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)熔煉(lian)溫度。高(gao)(gao)溫熔煉(lian)保證了(le)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)出鐵(tie)溫度，Fe、Si、Mn燒損(sun)少，爐況穩(wen)定(ding)，化學成分波動小。以發達 為例，沖(chong)天爐內C的(de)(de)(de)波動可控制(zhi)在(zai)±0.05，Si的(de)(de)(de)波動可控制(zhi)在(zai)±0.1。高(gao)(gao)溫熔煉(lian)，鐵(tie)液中的(de)(de)(de)S、O、H、N及夾雜物都會減少，爐料的(de)(de)(de)不良遺傳(chuan)性將會減弱。
沖(chong)天爐獲(huo)得(de)三(san)(san)維柔性(xing)焊接(jie)平臺高溫鐵液有三(san)(san)種方法：一是(shi)好的爐型，如兩(liang)排大(da)間距(ju)，冷風(feng)+固定碳在85以上(shang)的焦炭，出鐵溫度可在1480℃以上(shang)。二是(shi)富氧送風(feng)，此法簡便，調(diao)溫迅速及時(shi)，但受(shou)供(gong)氧條件的制約，局限性(xing)很(hen)大(da)。三(san)(san)是(shi)熱送風(feng)，不同熱風(feng)裝置(zhi)風(feng)溫由(you)150℃至600℃不等，適于開(kai)爐時(shi)間較長的工廠使用。
我國鑄造廠(chang)多數生產規模(mo)較(jiao)小(xiao)，因此在(zai)相(xiang)當時(shi)期內，“方(fang)法一(yi)”將是(shi)主要的(de)措施。冷風(feng)作(zuo)(zuo)業(ye)，沖(chong)天(tian)爐的(de)熱利用(yong)(yong)(yong)率(lv)低，從可持(chi)續發展的(de)戰(zhan)略考慮，熱風(feng)沖(chong)天(tian)爐符合節能的(de)國策，而且(qie)可結合著(zhu)解決環境(jing)污染，滿足(zu)社會shengtai要求。隨著(zhu)世界經濟yitihua進程的(de)發展，鑄造業(ye)將重組(zu)、兼并(bing)，擴大規模(mo)，實(shi)行集約化生產，熱風(feng)作(zuo)(zuo)業(ye)將逐步擴大其應用(yong)(yong)(yong)范圍。采用(yong)(yong)(yong)熱風(feng)與否(fou)考慮的(de)兩個問題是(shi)，是(shi)否(fou)有(you)足(zu)夠的(de)連續作(zuo)(zuo)業(ye)時(shi)間，以及(ji)一(yi)次性投入的(de)多少和投資(zi)的(de)回收期。
② 穩定爐(lu)膛尺(chi)寸
低(di)質爐襯材料(liao)會帶(dai)來一系列不良的(de)(de)影(ying)響：爐襯侵(qin)蝕物污染鐵(tie)液(ye)；侵(qin)蝕物改變爐渣(zha)的(de)(de)物理化學(xue)性狀(zhuang)，從而影(ying)響爐子的(de)(de)順行和去硫效果；爐膛擴(kuo)大，破壞熔(rong)煉的(de)(de)穩定性，開爐時間(jian)一長，后期會出現鐵(tie)液(ye)溫度下(xia)降，燒(shao)損增多，鐵(tie)液(ye)氧(yang)化的(de)(de)現象。
2．使(shi)用中頻感應爐
近(jin)年來，正創李經理走訪了(le)長江(jiang)三角洲(zhou)、珠江(jiang)三角洲(zhou)和(he)膠(jiao)東(dong)地區，發現采用感應(ying)爐或與沖天爐雙聯的(de)工(gong)廠(chang)(chang)不少。感應(ying)爐鐵(tie)液的(de)質量高，常是國(guo)外采購商和(he)國(guo)內主機廠(chang)(chang)指定的(de)供(gong)貨條(tiao)件。
進(jin)入二十世紀九(jiu)十年代(dai)，三代(dai)晶體(ti)管模塊中(zhong)頻爐(lu)取二代(dai)傳統可控(kong)硅中(zhong)頻爐(lu)而代(dai)之。這種爐(lu)子的(de) 點是節電、熔化速度快(kuai)、升(sheng)溫(wen)迅速、操作(zuo)簡便、工作(zuo) 、對電網無(wu)干擾、功率因素高。
變頻中頻爐可(ke)滿足不同(tong)熔煉(lian)階(jie)段的(de)(de)(de)不同(tong)工藝要求。當(dang)熔料時，用(yong)較高的(de)(de)(de)頻率(lv)實現快速熔化；當(dang)增碳時，改用(yong)較低的(de)(de)(de)頻率(lv)，增加鐵液攪拌力(li)，jiakuai增碳過程，從而(er)達到縮短時間、節省電力(li)的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)。有的(de)(de)(de)爐子還能隨液面高度的(de)(de)(de)不同(tong)自動(dong)調節功率(lv)。近期(qi)國外推出(chu)的(de)(de)(de)寬爐體(ti)感應爐，可(ke)實現大料直接裝爐。
3．不可忽(hu)視(shi)三維柔性焊接平臺生鐵中的微量元素
生鐵出廠一般只規定Si、Mn、P、S，對(dui)C無(wu)限(xian)量，微(wei)量元(yuan)素(su)(su)則隨(sui)礦(kuang)源而任其自然，不作(zuo)檢測(ce)，底碼不清。我國生鐵中的微(wei)量元(yuan)素(su)(su)有Cu、Cr、Mo、V、Ni、Ti、Sn、Al、Pb、Bi、Zn、As、Sb等。其中Cu、Cr、Mo、V、Ni、并無(wu)害處，Al視為中性(xing)，As、Zn、Pb有害，Ti、Sb、Bi、Sn為mingan元(yuan)素(su)(su)，低于一定值有利，超(chao)過則有弊。
4．感應(ying)爐增碳
感(gan)應爐(lu)若(ruo)以廢鋼為(wei)主爐(lu)料，在(zai)爐(lu)內增碳生(sheng)(sheng)產合成(cheng)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)，可得到(dao)鋼一般純凈的(de)(de)鐵(tie)(tie)液。由(you)于沒有生(sheng)(sheng)鐵(tie)(tie)粗(cu)大石(shi)墨(mo)的(de)(de)遺傳和(he)(he)受孕能力優良，鑄(zhu)鐵(tie)(tie)組織中的(de)(de)石(shi)墨(mo)具有細小(xiao)和(he)(he)分布均(jun)勻的(de)(de) 點(dian)，球(qiu)(qiu)鐵(tie)(tie)的(de)(de)球(qiu)(qiu)化率高(gao)，低(di)碳灰鐵(tie)(tie)易于得到(dao)A型石(shi)墨(mo)和(he)(he)珠光(guang)體基(ji)體，且壁厚(hou)mingan性減小(xiao)。因為(wei)磷很低(di)，大大降低(di)了發動機件縮松(song)滲漏的(de)(de)缺陷。
增(zeng)(zeng)(zeng)碳劑(ji)(ji)(ji)常(chang)用的(de)(de)(de)有石(shi)墨質增(zeng)(zeng)(zeng)碳劑(ji)(ji)(ji)（電塊或tianran石(shi)墨、類石(shi)墨）和(he)碳質增(zeng)(zeng)(zeng)碳劑(ji)(ji)(ji)（如(ru)冶金焦）。電質地純，灰(hui)分(fen)<0.5，S、N含量只有0.1。選用tianran石(shi)墨和(he)碳質增(zeng)(zeng)(zeng)碳劑(ji)(ji)(ji)時(shi)，應 別關注其(qi)灰(hui)分(fen)，S和(he)N量，并防止受潮。增(zeng)(zeng)(zeng)碳劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)吸收(shou)率(lv)，爐底加入(ru)（裝料）時(shi)為65~70，鏡面(mian)加入(ru)時(shi)為75~80。在一定程(cheng)度上，回收(shou)率(lv)隨處理溫度的(de)(de)(de)提高而(er)增(zeng)(zeng)(zeng)加，但高于平衡溫度后，因(yin)部(bu)分(fen)碳消(xiao)耗于反(fan)應（SiO2）+2C=[Si]+2CO，反(fan)而(er)降(jiang)低回收(shou)率(lv)。 碳的(de)(de)(de)熔點為3727℃，碳原子是通過溶解和(he)擴散方式進入(ru)鐵液的(de)(de)(de)，因(yin)此(ci)增(zeng)(zeng)(zeng)碳劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)粒(li)度和(he)熔池的(de)(de)(de)攪(jiao)拌對于增(zeng)(zeng)(zeng)碳過程(cheng) 重要。
三(san) 爐前處(chu)理
1． 脫硫
鐵(tie)液脫(tuo)(tuo)硫(liu)可減(jian)少球化劑(ji)用(yong)量和鑄件(jian)(jian)中硫(liu)化物(wu)夾(jia)渣的數量。發達(da)(da) 球鐵(tie)生產(chan)幾(ji)乎全部采用(yong)脫(tuo)(tuo)硫(liu)工藝，要(yao)求脫(tuo)(tuo)硫(liu)后(hou)S≤0.01，我國條(tiao)件(jian)(jian)下，目標位為S≤0.02，錫柴(chai)和常柴(chai)可達(da)(da)到S≤0.015。
包底Na2CO3沖入法處理，方法簡(jian)便但脫硫(liu)率低，效果不穩定，處理時煙(yan)塵(chen)污染環(huan)境，對咽喉有刺激性。在規(gui)模生產的球鐵車(che)間(jian)，宜將脫硫(liu)劑置(zhi)于(yu)液面，采用機械攪(jiao)拌(ban)法、搖包法或氣(qi)動(dong)(dong)(dong)攪(jiao)拌(ban)法進(jin)行(xing)脫硫(liu)。其(qi)中(zhong)氣(qi)動(dong)(dong)(dong)法較為(wei)簡(jian)單(dan)，動(dong)(dong)(dong)力消耗少，為(wei)流行(xing)。氣(qi)動(dong)(dong)(dong)脫硫(liu)裝置(zhi)可設于(yu)前爐(lu)上游，進(jin)行(xing)連續脫硫(liu)，亦可在爐(lu)前單(dan)包間(jian)斷(duan)脫硫(liu)。
2． 除渣(zha)
除渣(zha)(zha)過程可在(zai)包中或(huo)感應爐內(nei)進行。將(jiang)除渣(zha)(zha)劑（聚(ju)渣(zha)(zha)劑）撒(sa)于液面即時形成一(yi)熔(rong)融層(ceng)，起覆蓋和(he)聚(ju)渣(zha)(zha)作用(yong)。除渣(zha)(zha)劑受(shou)熱膨化，在(zai)熔(rong)融層(ceng)中產生許(xu)多小孔(kong)，起良好的保溫作用(yong)。
除渣(zha)劑分低、中(zhong)、高三(san)檔(dang)。由原礦(kuang)經簡單破碎、過篩的(de)(de)產(chan)品屬于(yu)(yu)低檔(dang)，各(ge)省均產(chan)。現已(yi)不(bu)被鑄造廠(chang)看好。中(zhong)檔(dang)除渣(zha)劑對原礦(kuang)有所(suo)選(xuan)擇，增(zeng)加(jia)了水洗等(deng)工(gong)序(xu)，能滿(man)足鑄件的(de)(de)基本要求，為多(duo)數工(gong)廠(chang)接受。進口(kou)的(de)(de)除渣(zha)劑，選(xuan)礦(kuang)源，加(jia)工(gong)工(gong)序(xu)有別(bie)于(yu)(yu)一(yi)般(ban)。該產(chan)品撒于(yu)(yu)液面(mian)即迅(xun)速散(san)布，覆(fu)蓋(gai)整個液面(mian)，除渣(zha)能力超(chao)卓，用(yong)量少，不(bu)粘(zhan)爐襯與澆包，用(yong)棍即可將熔(rong)融(rong)渣(zha)層整體挑(tiao)起，清渣(zha)方便，近三(san)年來已(yi)開始(shi)受國內業界的(de)(de)重(zhong)視(shi)。
3． 球(qiu)化
球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)處理仍以包內沖入法(fa)為(wei)主(zhu)。選用(yong)(yong)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)需(xu)視熔(rong)爐(lu)、出鐵(tie)(tie)溫度(du)，脫硫與否和球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)鐵(tie)(tie)類型等而定。一般而言，沖天爐(lu)鐵(tie)(tie)液選用(yong)(yong)Mg7~9，RE3~7的球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)，感應(ying)爐(lu)鐵(tie)(tie)液選用(yong)(yong)低Mg（5~6），低RE（1.5~2.5）球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)，亦有(you)(you)的廠仍用(yong)(yong)Mg8RE3球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)。/T9228-1999標準，對Mg 和RE的成(cheng)分(fen)范圍偏差(cha)規定為(wei)±1，有(you)(you)些(xie)廠標已縮小為(wei)±0.5，對Ca、Al等亦有(you)(you)明確規定。球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)質量中，應(ying)重視MgO含(han)量、成(cheng)分(fen)的偏析程(cheng)度(du)以及粒度(du)的集(ji)中度(du)。凡是(shi)粒度(du)不勻，粉末多(duo)，色澤發(fa)暗的球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)劑(ji)不宜(yi)選用(yong)(yong)。
原則上(shang)，只要掌(zhang)握好鐵液的(de)化(hua)(hua)(hua)學成分和孕育環節，采(cai)用上(shang)述球化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)即可生產(chan)鑄(zhu)態(tai)(tai)(tai)球鐵。但(dan)亦有工(gong)廠采(cai)用鑄(zhu)態(tai)(tai)(tai)球鐵用球化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)。一般，在鑄(zhu)態(tai)(tai)(tai)鐵素體球化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)中含(han)有Ba和Bi，在鑄(zhu)態(tai)(tai)(tai)珠光(guang)體球化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)中含(han)有Ba和Sb，但(dan)對于QT700-2以(yi)上(shang)的(de)重要曲軸類鑄(zhu)件，不推薦(jian)使(shi)用含(han)Sb球化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)，此時應通過調整Cu、Mo等(deng)的(de)含(han)量來控制(zhi)基體。指出，不管是否采(cai)用鑄(zhu)態(tai)(tai)(tai)球化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)，孕育永遠是不可忽視的(de)重要環節。
4． 孕(yun)育
孕育是提升鑄鐵質量的重要環節。經過十多(duo)年的努力，我國孕育劑基本實現了系列化(hua)和商品化(hua)。
5．合金化
鑄鐵(tie)(tie)常用(yong)的(de)合(he)金(jin)元素有Si、Mn、Cu、Cr、Mo、Ni、Sn、Sb、V、Ti、P等。其中(zhong)Si、Mn、Cr、Mo、P以(yi)(yi)(yi)鐵(tie)(tie)合(he)金(jin)形式(shi)(shi)加入(ru)，Cu、Ni、Sb、Sn以(yi)(yi)(yi)金(jin)屬形式(shi)(shi)加入(ru)，V、Ti以(yi)(yi)(yi)鐵(tie)(tie)合(he)金(jin)或VTi生鐵(tie)(tie)形式(shi)(shi)加入(ru)。加入(ru)時機在(zai)爐(lu)后（沖天爐(lu)）、爐(lu)內（感應爐(lu)）還是爐(lu)前，需視它們的(de)熔(rong)(rong)點、氧化性和密度(du)(du)等而定(ding)。為了便于高(gao)熔(rong)(rong)點鐵(tie)(tie)合(he)金(jin)的(de)熔(rong)(rong)吸，除控制粒度(du)(du)外(wai)，采用(yong)發(fa)熱(re)合(he)金(jin)劑或喂絲加入(ru)法(fa)是比較理(li)想的(de)措施。
四 過濾
金屬過(guo)濾技(ji)術在(zai)工(gong)業發達 應用較為普遍(bian)。實踐證明，關鍵機件的失效不(bu)完全在(zai)于試棒力學性能的高(gao)低，而是(shi)三維柔(rou)性焊接平臺鑄件內部(bu)的健全程度。因此，單純追求金相組織的是(shi)不(bu)的。走訪過(guo)的工(gong)廠，其品牌產品無(wu)不(bu)重視過(guo)濾的后一(yi)(yi)關。一(yi)(yi)般小件采用纖維過(guo)濾網，過(guo)流量大或(huo)重要件采用蜂(feng)窩(wo)陶瓷過(guo)濾片(pian)或(huo)泡沫陶瓷過(guo)濾片(pian)。
