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(tie)液質量包括：溫度(du)、成(cheng)分(fen)及成(cheng)分(fen)度(du)，有害元(yuan)素(su)含量，非金屬夾雜物數量、氣(qi)體(ti)溶量和爐外可造性等。
鐵(tie)液(ye)質量的(de)控制分為熔(rong)煉(lian)，爐前處理(li)和過濾三個環節(jie)。以下泊(bo)頭正創（李經理(li)）簡述
二、三維柔性焊接平臺熔(rong)煉
1、沖(chong)天爐要上新臺階
獲得高溫(wen)鐵液
盡管鑄鐵(tie)件(jian)澆注的(de)工藝溫(wen)(wen)(wen)度并(bing)不高，不同鑄鐵(tie)大(da)多在(zai)1260℃~1400℃之間。但(dan)從(cong)獲(huo)得鐵(tie)液的(de)觀點看，應有較高的(de)熔煉溫(wen)(wen)(wen)度。高溫(wen)(wen)(wen)熔煉保(bao)證了高的(de)出(chu)鐵(tie)溫(wen)(wen)(wen)度，Fe、Si、Mn燒(shao)損(sun)少，爐(lu)況穩定，化學(xue)成分波動(dong)小。以(yi)發(fa)達 為例，沖天爐(lu)內C的(de)波動(dong)可控(kong)制在(zai)±0.05，Si的(de)波動(dong)可控(kong)制在(zai)±0.1。高溫(wen)(wen)(wen)熔煉，鐵(tie)液中(zhong)的(de)S、O、H、N及(ji)夾雜物都(dou)會(hui)減少，爐(lu)料的(de)不良遺傳性將會(hui)減弱(ruo)。
沖(chong)天爐獲得三(san)維柔性(xing)焊(han)接平臺高(gao)溫鐵液(ye)有三(san)種(zhong)方法(fa)：一是好的(de)爐型，如兩排(pai)大間距，冷風(feng)(feng)+固定碳在85以(yi)上的(de)焦炭(tan)，出(chu)鐵溫度(du)可(ke)在1480℃以(yi)上。二是富(fu)氧送(song)(song)風(feng)(feng)，此法(fa)簡便，調(diao)溫迅速及時，但受供氧條件的(de)制約，局限性(xing)很大。三(san)是熱送(song)(song)風(feng)(feng)，不同熱風(feng)(feng)裝(zhuang)置風(feng)(feng)溫由150℃至(zhi)600℃不等，適于開爐時間較長的(de)工廠使用。
我國(guo)鑄(zhu)造廠多數(shu)生產規模較小(xiao)，因此(ci)在相(xiang)當時期內，“方法一(yi)”將(jiang)是(shi)主要的(de)(de)措施(shi)。冷(leng)風(feng)作業，沖(chong)天爐的(de)(de)熱利用率低，從可持續發(fa)(fa)展的(de)(de)戰略考慮(lv)，熱風(feng)沖(chong)天爐符(fu)合節能(neng)的(de)(de)國(guo)策，而且(qie)可結合著解決環境污染，滿足(zu)社會shengtai要求。隨著世界經濟yitihua進程的(de)(de)發(fa)(fa)展，鑄(zhu)造業將(jiang)重組、兼并，擴大(da)規模，實行集約化生產，熱風(feng)作業將(jiang)逐(zhu)步擴大(da)其(qi)應用范圍(wei)。采(cai)用熱風(feng)與否考慮(lv)的(de)(de)兩個問題是(shi)，是(shi)否有足(zu)夠(gou)的(de)(de)連續作業時間(jian)，以及一(yi)次性(xing)投入的(de)(de)多少(shao)和(he)投資的(de)(de)回(hui)收期。
② 穩(wen)定爐膛尺寸
低質爐(lu)(lu)(lu)襯(chen)材料會帶來一系列不(bu)良的(de)(de)影(ying)響(xiang)：爐(lu)(lu)(lu)襯(chen)侵蝕物污染鐵液；侵蝕物改變(bian)爐(lu)(lu)(lu)渣(zha)的(de)(de)物理(li)化學性狀，從(cong)而影(ying)響(xiang)爐(lu)(lu)(lu)子的(de)(de)順(shun)行和(he)去硫效果；爐(lu)(lu)(lu)膛(tang)擴大，破壞熔煉的(de)(de)穩定性，開爐(lu)(lu)(lu)時間一長，后期會出現鐵液溫度下降，燒損增多，鐵液氧化的(de)(de)現象。
2．使用中頻(pin)感應爐
近年來，正創(chuang)李經理走(zou)訪了長江三角洲、珠(zhu)江三角洲和膠東地區，發現采用感應爐(lu)或與(yu)沖(chong)天爐(lu)雙(shuang)聯的工(gong)廠不少(shao)。感應爐(lu)鐵液的質量高，常是國外采購商和國內主機廠指定(ding)的供貨(huo)條(tiao)件。
進入二十世紀九(jiu)十年代，三代晶體管模塊中(zhong)頻(pin)爐取二代傳統可(ke)控(kong)硅中(zhong)頻(pin)爐而代之。這種爐子的 點是節(jie)電(dian)、熔化速度快、升溫迅速、操作簡便、工作 、對(dui)電(dian)網(wang)無干擾、功率因素(su)高。
變(bian)頻中頻爐(lu)可滿足不同熔(rong)(rong)煉階段的(de)(de)不同工藝要求。當熔(rong)(rong)料時，用較高(gao)的(de)(de)頻率實現快速熔(rong)(rong)化；當增碳(tan)時，改用較低的(de)(de)頻率，增加鐵液攪拌力，jiakuai增碳(tan)過程，從而達到縮(suo)短時間、節省電力的(de)(de)目的(de)(de)。有的(de)(de)爐(lu)子還(huan)能隨液面高(gao)度的(de)(de)不同自(zi)動(dong)調節功率。近期國外(wai)推出的(de)(de)寬爐(lu)體感應爐(lu)，可實現大料直接裝(zhuang)爐(lu)。
3．不可忽視三維(wei)柔性焊接(jie)平臺生鐵(tie)中的微量元素
生鐵出廠一般只規定Si、Mn、P、S，對C無(wu)限量(liang)，微(wei)量(liang)元素(su)則(ze)隨礦源而任其(qi)(qi)自然，不作檢測，底碼不清。我國生鐵中(zhong)的微(wei)量(liang)元素(su)有(you)(you)Cu、Cr、Mo、V、Ni、Ti、Sn、Al、Pb、Bi、Zn、As、Sb等(deng)。其(qi)(qi)中(zhong)Cu、Cr、Mo、V、Ni、并(bing)無(wu)害處，Al視(shi)為(wei)中(zhong)性，As、Zn、Pb有(you)(you)害，Ti、Sb、Bi、Sn為(wei)mingan元素(su)，低于一定值(zhi)有(you)(you)利，超過則(ze)有(you)(you)弊。
4．感應爐(lu)增碳
感(gan)應爐若以廢鋼(gang)為(wei)主爐料，在爐內增碳(tan)生產合成(cheng)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)，可(ke)得(de)到鋼(gang)一般純凈的(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)液。由于沒有(you)生鐵(tie)(tie)(tie)粗大(da)石(shi)墨的(de)(de)遺傳和(he)受孕能力優良(liang)，鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)組(zu)織中的(de)(de)石(shi)墨具有(you)細小和(he)分布均勻的(de)(de) 點，球(qiu)鐵(tie)(tie)(tie)的(de)(de)球(qiu)化率高(gao)，低碳(tan)灰鐵(tie)(tie)(tie)易(yi)于得(de)到A型石(shi)墨和(he)珠光體基體，且壁厚mingan性減小。因(yin)為(wei)磷很低，大(da)大(da)降低了發動機(ji)件縮松(song)滲(shen)漏的(de)(de)缺陷(xian)。
增碳(tan)劑常用的(de)(de)(de)有石(shi)墨質(zhi)增碳(tan)劑（電塊或tianran石(shi)墨、類(lei)石(shi)墨）和碳(tan)質(zhi)增碳(tan)劑（如冶金焦）。電質(zhi)地純(chun)，灰分(fen)<0.5，S、N含量(liang)只(zhi)有0.1。選用tianran石(shi)墨和碳(tan)質(zhi)增碳(tan)劑時，應 別關注(zhu)其灰分(fen)，S和N量(liang)，并防(fang)止受潮。增碳(tan)劑的(de)(de)(de)吸收(shou)率(lv)，爐底加(jia)入（裝料）時為65~70，鏡面加(jia)入時為75~80。在(zai)一定(ding)程度(du)上，回收(shou)率(lv)隨處理溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)提高(gao)而增加(jia)，但高(gao)于平衡溫(wen)度(du)后，因部分(fen)碳(tan)消耗于反(fan)應（SiO2）+2C=[Si]+2CO，反(fan)而降低回收(shou)率(lv)。 碳(tan)的(de)(de)(de)熔點為3727℃，碳(tan)原子(zi)是通(tong)過(guo)溶解和擴(kuo)散方式進入鐵液的(de)(de)(de)，因此(ci)增碳(tan)劑的(de)(de)(de)粒度(du)和熔池的(de)(de)(de)攪拌(ban)對于增碳(tan)過(guo)程 重(zhong)要。
三 爐前處(chu)理
1． 脫硫
鐵液脫(tuo)硫(liu)可減少(shao)球化(hua)劑用(yong)(yong)量和鑄件(jian)中硫(liu)化(hua)物夾渣的數量。發達 球鐵生產幾乎(hu)全部采用(yong)(yong)脫(tuo)硫(liu)工藝，要求脫(tuo)硫(liu)后S≤0.01，我(wo)國條件(jian)下(xia)，目標位為S≤0.02，錫柴和常柴可達到S≤0.015。
包底(di)Na2CO3沖入法(fa)處理(li)，方法(fa)簡便但脫硫(liu)率(lv)低，效果不穩定，處理(li)時煙塵污染環境，對咽喉有刺激性(xing)。在(zai)規模生產的球鐵車間，宜(yi)將脫硫(liu)劑置(zhi)于液面(mian)，采用機(ji)械(xie)攪拌法(fa)、搖包法(fa)或氣動(dong)攪拌法(fa)進行(xing)(xing)脫硫(liu)。其中氣動(dong)法(fa)較為簡單(dan)(dan)，動(dong)力消耗(hao)少，為流行(xing)(xing)。氣動(dong)脫硫(liu)裝(zhuang)置(zhi)可設于前爐(lu)上(shang)游，進行(xing)(xing)連續(xu)脫硫(liu)，亦可在(zai)爐(lu)前單(dan)(dan)包間斷脫硫(liu)。
2． 除渣
除渣過程可在包中或感應爐內進行(xing)。將除渣劑(ji)(ji)（聚渣劑(ji)(ji)）撒(sa)于液面即時形成一熔融層，起覆蓋和聚渣作用。除渣劑(ji)(ji)受熱(re)膨化，在熔融層中產生許多(duo)小孔，起良好的保(bao)溫作用。
除(chu)(chu)渣(zha)(zha)(zha)劑(ji)分(fen)低、中(zhong)、高三(san)檔(dang)。由原(yuan)礦(kuang)經簡單(dan)破(po)碎、過(guo)篩的產(chan)品(pin)屬于(yu)(yu)低檔(dang)，各省(sheng)均產(chan)。現已(yi)不被鑄造廠看好。中(zhong)檔(dang)除(chu)(chu)渣(zha)(zha)(zha)劑(ji)對原(yuan)礦(kuang)有(you)所選擇，增(zeng)加了(le)水洗(xi)等工序，能滿(man)足鑄件(jian)的基(ji)本(ben)要求，為多數工廠接受。進口的除(chu)(chu)渣(zha)(zha)(zha)劑(ji)，選礦(kuang)源，加工工序有(you)別于(yu)(yu)一般。該產(chan)品(pin)撒(sa)于(yu)(yu)液面即(ji)迅速(su)散布，覆蓋整(zheng)(zheng)個液面，除(chu)(chu)渣(zha)(zha)(zha)能力超卓，用量少，不粘爐(lu)襯與澆包，用棍即(ji)可將熔融渣(zha)(zha)(zha)層整(zheng)(zheng)體挑起，清渣(zha)(zha)(zha)方便(bian)，近三(san)年來已(yi)開始受國內業界的重(zhong)視。
3． 球化
球(qiu)化(hua)(hua)處理仍(reng)(reng)以包內沖(chong)入法為(wei)主。選用球(qiu)化(hua)(hua)劑需視熔(rong)爐、出鐵(tie)溫度(du)，脫硫與否和(he)(he)球(qiu)鐵(tie)類型等而(er)定(ding)。一般而(er)言，沖(chong)天爐鐵(tie)液選用Mg7~9，RE3~7的球(qiu)化(hua)(hua)劑，感應(ying)爐鐵(tie)液選用低Mg（5~6），低RE（1.5~2.5）球(qiu)化(hua)(hua)劑，亦有(you)的廠(chang)仍(reng)(reng)用Mg8RE3球(qiu)化(hua)(hua)劑。/T9228-1999標(biao)準，對Mg 和(he)(he)RE的成分范(fan)圍(wei)偏(pian)差規(gui)定(ding)為(wei)±1，有(you)些廠(chang)標(biao)已(yi)縮小為(wei)±0.5，對Ca、Al等亦有(you)明確規(gui)定(ding)。球(qiu)化(hua)(hua)劑質(zhi)量(liang)中，應(ying)重視MgO含量(liang)、成分的偏(pian)析(xi)程度(du)以及粒(li)度(du)的集(ji)中度(du)。凡是粒(li)度(du)不勻，粉(fen)末多，色澤發(fa)暗(an)的球(qiu)化(hua)(hua)劑不宜選用。
原(yuan)則上，只(zhi)要掌握好鐵(tie)液的(de)化學成分和(he)(he)(he)孕(yun)育(yu)環節，采用上述球化劑即可生(sheng)產鑄態(tai)球鐵(tie)。但亦有工廠采用鑄態(tai)球鐵(tie)用球化劑。一般，在鑄態(tai)鐵(tie)素(su)體(ti)球化劑中(zhong)含(han)有Ba和(he)(he)(he)Bi，在鑄態(tai)珠光體(ti)球化劑中(zhong)含(han)有Ba和(he)(he)(he)Sb，但對于(yu)QT700-2以上的(de)重(zhong)要曲(qu)軸類鑄件，不(bu)推(tui)薦(jian)使用含(han)Sb球化劑，此(ci)時應通過調整Cu、Mo等的(de)含(han)量來控制基體(ti)。指出(chu)，不(bu)管是(shi)否采用鑄態(tai)球化劑，孕(yun)育(yu)永遠是(shi)不(bu)可忽視的(de)重(zhong)要環節。
4． 孕育
孕(yun)育是提升鑄(zhu)鐵質量的重要(yao)環節。經過十多年的努力(li)，我國(guo)孕(yun)育劑基本(ben)實現(xian)了系列化和商(shang)品(pin)化。
5．合金化
鑄鐵(tie)(tie)常用的合(he)金(jin)元(yuan)素有Si、Mn、Cu、Cr、Mo、Ni、Sn、Sb、V、Ti、P等。其(qi)中(zhong)Si、Mn、Cr、Mo、P以(yi)鐵(tie)(tie)合(he)金(jin)形式(shi)加(jia)入，Cu、Ni、Sb、Sn以(yi)金(jin)屬(shu)形式(shi)加(jia)入，V、Ti以(yi)鐵(tie)(tie)合(he)金(jin)或VTi生鐵(tie)(tie)形式(shi)加(jia)入。加(jia)入時機在爐后（沖天(tian)爐）、爐內（感應爐）還是爐前，需視它們(men)的熔(rong)點、氧化性和密度(du)等而定。為了便于高熔(rong)點鐵(tie)(tie)合(he)金(jin)的熔(rong)吸，除控(kong)制粒(li)度(du)外，采(cai)用發熱合(he)金(jin)劑或喂絲加(jia)入法是比較理想的措(cuo)施(shi)。
四 過濾
金(jin)屬(shu)過(guo)濾(lv)技術在(zai)工業發達 應用較(jiao)為(wei)普(pu)遍。實踐(jian)證明，關鍵機件的(de)失(shi)效不完全(quan)在(zai)于試棒力學(xue)性能的(de)高(gao)低，而是三維柔性焊接平臺鑄件內部的(de)健(jian)全(quan)程度。因此，單(dan)純追(zhui)求金(jin)相組織的(de)是不的(de)。走訪過(guo)的(de)工廠(chang)，其品牌產品無不重(zhong)視過(guo)濾(lv)的(de)后一關。一般小件采(cai)用纖維過(guo)濾(lv)網，過(guo)流量大或重(zhong)要件采(cai)用蜂窩陶(tao)瓷過(guo)濾(lv)片(pian)或泡沫陶(tao)瓷過(guo)濾(lv)片(pian)。
