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(zhi)量包括：溫度、成(cheng)分(fen)及成(cheng)分(fen)度，有(you)害元素含量，非金屬(shu)夾(jia)雜(za)物數量、氣體溶量和爐外可造性(xing)等。
鐵液質(zhi)量的(de)控制(zhi)分(fen)為熔煉，爐(lu)前(qian)處(chu)理和過濾三(san)個環(huan)節。以下泊(bo)頭正創（李經理）簡述
二、三維柔性焊(han)接平臺熔煉
1、沖天爐要上新(xin)臺階(jie)
獲得高溫鐵液
盡管(guan)鑄鐵(tie)(tie)件澆注的(de)工藝溫(wen)(wen)度(du)并不(bu)高(gao)(gao)，不(bu)同鑄鐵(tie)(tie)大多在(zai)1260℃~1400℃之間。但從獲(huo)得(de)鐵(tie)(tie)液的(de)觀點看(kan)，應有較高(gao)(gao)的(de)熔(rong)煉溫(wen)(wen)度(du)。高(gao)(gao)溫(wen)(wen)熔(rong)煉保證了高(gao)(gao)的(de)出鐵(tie)(tie)溫(wen)(wen)度(du)，Fe、Si、Mn燒損少，爐(lu)況(kuang)穩定，化學成分波動小。以發達 為(wei)例(li)，沖天爐(lu)內C的(de)波動可控(kong)制在(zai)±0.05，Si的(de)波動可控(kong)制在(zai)±0.1。高(gao)(gao)溫(wen)(wen)熔(rong)煉，鐵(tie)(tie)液中的(de)S、O、H、N及(ji)夾雜(za)物都會減少，爐(lu)料的(de)不(bu)良遺傳性將會減弱(ruo)。
沖天爐(lu)(lu)獲得三(san)維柔性(xing)焊接(jie)平臺高溫(wen)鐵液有三(san)種方法：一是(shi)好的爐(lu)(lu)型，如兩排(pai)大(da)間距(ju)，冷風(feng)+固(gu)定碳在85以(yi)上(shang)的焦炭，出鐵溫(wen)度(du)可在1480℃以(yi)上(shang)。二(er)是(shi)富氧送風(feng)，此法簡便，調溫(wen)迅(xun)速及時，但(dan)受供氧條件的制約，局(ju)限性(xing)很大(da)。三(san)是(shi)熱送風(feng)，不(bu)同熱風(feng)裝置風(feng)溫(wen)由150℃至600℃不(bu)等(deng)，適(shi)于開爐(lu)(lu)時間較長(chang)的工廠使用。
我國鑄造廠多數生(sheng)產規模較小，因此在相(xiang)當(dang)時期(qi)內，“方法一”將(jiang)是主要的措施。冷(leng)風作業，沖天(tian)爐(lu)的熱利(li)用(yong)(yong)率低，從可(ke)持續(xu)發展(zhan)(zhan)的戰略考(kao)慮，熱風沖天(tian)爐(lu)符合(he)節(jie)能(neng)的國策，而且可(ke)結合(he)著解決環境污染，滿足社(she)會(hui)shengtai要求。隨著世界經(jing)濟(ji)yitihua進程的發展(zhan)(zhan)，鑄造業將(jiang)重組(zu)、兼并，擴大規模，實行(xing)集約(yue)化生(sheng)產，熱風作業將(jiang)逐(zhu)步(bu)擴大其(qi)應用(yong)(yong)范圍。采用(yong)(yong)熱風與否考(kao)慮的兩個問題是，是否有(you)足夠(gou)的連續(xu)作業時間，以及(ji)一次性投入的多少和投資(zi)的回收(shou)期(qi)。
② 穩定爐膛尺寸
低(di)質爐(lu)襯材料會帶來一系列不(bu)良的影響：爐(lu)襯侵(qin)蝕(shi)(shi)物(wu)污染鐵(tie)(tie)液(ye)；侵(qin)蝕(shi)(shi)物(wu)改變爐(lu)渣的物(wu)理化(hua)學性狀，從而影響爐(lu)子(zi)的順(shun)行和去硫效果(guo)；爐(lu)膛擴(kuo)大，破壞熔煉的穩定性，開(kai)爐(lu)時間一長，后(hou)期(qi)會出(chu)現(xian)鐵(tie)(tie)液(ye)溫度(du)下降，燒(shao)損(sun)增多，鐵(tie)(tie)液(ye)氧化(hua)的現(xian)象。
2．使用中頻(pin)感應爐(lu)
近年來(lai)，正創李經理走訪了(le)長江(jiang)三(san)角(jiao)洲、珠(zhu)江(jiang)三(san)角(jiao)洲和(he)膠東(dong)地區，發現(xian)采用感(gan)應(ying)爐或與(yu)沖天爐雙聯(lian)的工廠(chang)不少(shao)。感(gan)應(ying)爐鐵液的質量(liang)高，常(chang)是國外采購(gou)商和(he)國內主(zhu)機廠(chang)指定(ding)的供貨條件(jian)。
進入二(er)十(shi)世(shi)紀(ji)九十(shi)年(nian)代，三(san)代晶體管(guan)模塊中頻爐(lu)取(qu)二(er)代傳統可控(kong)硅中頻爐(lu)而代之(zhi)。這種爐(lu)子的 點是節電、熔化速度快、升溫迅速、操(cao)作簡便(bian)、工(gong)作 、對電網(wang)無(wu)干擾、功率因素高(gao)。
變頻(pin)中頻(pin)爐(lu)可滿足(zu)不同(tong)熔煉階段的(de)不同(tong)工藝(yi)要求。當熔料時，用較高(gao)的(de)頻(pin)率(lv)實(shi)現快速熔化；當增碳(tan)(tan)時，改用較低的(de)頻(pin)率(lv)，增加鐵(tie)液(ye)攪拌(ban)力，jiakuai增碳(tan)(tan)過程，從(cong)而達到縮短時間、節省電力的(de)目的(de)。有的(de)爐(lu)子還能隨液(ye)面高(gao)度的(de)不同(tong)自動調節功率(lv)。近期國(guo)外(wai)推出的(de)寬爐(lu)體感應爐(lu)，可實(shi)現大料直接(jie)裝爐(lu)。
3．不可(ke)忽(hu)視三維柔性(xing)焊接平臺生鐵中的(de)微量(liang)元(yuan)素
生(sheng)鐵(tie)出(chu)廠一般只規定Si、Mn、P、S，對C無限量，微量元(yuan)素(su)則(ze)隨礦源而任其自然，不作檢測(ce)，底碼不清。我(wo)國生(sheng)鐵(tie)中(zhong)的微量元(yuan)素(su)有Cu、Cr、Mo、V、Ni、Ti、Sn、Al、Pb、Bi、Zn、As、Sb等(deng)。其中(zhong)Cu、Cr、Mo、V、Ni、并無害(hai)處(chu)，Al視為(wei)中(zhong)性，As、Zn、Pb有害(hai)，Ti、Sb、Bi、Sn為(wei)mingan元(yuan)素(su)，低(di)于一定值有利，超過則(ze)有弊。
4．感(gan)應爐增碳
感應爐(lu)(lu)若以廢鋼(gang)為(wei)主爐(lu)(lu)料(liao)，在(zai)爐(lu)(lu)內增(zeng)碳生產合成鑄(zhu)鐵(tie)，可得(de)到鋼(gang)一般(ban)純凈的鐵(tie)液。由于沒有生鐵(tie)粗大(da)石墨(mo)的遺傳和受孕能力(li)優良，鑄(zhu)鐵(tie)組(zu)織(zhi)中(zhong)的石墨(mo)具有細小和分布均勻的 點，球鐵(tie)的球化率高，低(di)碳灰鐵(tie)易于得(de)到A型石墨(mo)和珠光體基(ji)體，且壁厚mingan性(xing)減(jian)小。因為(wei)磷很低(di)，大(da)大(da)降低(di)了發動機件縮松滲漏的缺(que)陷。
增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)劑(ji)常用的有石(shi)(shi)墨質(zhi)(zhi)增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)劑(ji)（電(dian)塊(kuai)或tianran石(shi)(shi)墨、類石(shi)(shi)墨）和碳(tan)(tan)質(zhi)(zhi)增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)劑(ji)（如冶金焦）。電(dian)質(zhi)(zhi)地純，灰分(fen)<0.5，S、N含(han)量只有0.1。選用tianran石(shi)(shi)墨和碳(tan)(tan)質(zhi)(zhi)增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)劑(ji)時(shi)，應(ying) 別(bie)關注(zhu)其灰分(fen)，S和N量，并防(fang)止受(shou)潮(chao)。增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)劑(ji)的吸收率(lv)，爐(lu)底加(jia)入(ru)（裝料）時(shi)為65~70，鏡面加(jia)入(ru)時(shi)為75~80。在(zai)一定程(cheng)度(du)(du)(du)上，回收率(lv)隨處理溫(wen)度(du)(du)(du)的提(ti)高(gao)而(er)增(zeng)(zeng)加(jia)，但高(gao)于平衡溫(wen)度(du)(du)(du)后(hou)，因部分(fen)碳(tan)(tan)消(xiao)耗于反應(ying)（SiO2）+2C=[Si]+2CO，反而(er)降低回收率(lv)。 碳(tan)(tan)的熔(rong)點為3727℃，碳(tan)(tan)原子是(shi)通過溶解和擴(kuo)散方式進入(ru)鐵(tie)液(ye)的，因此增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)劑(ji)的粒度(du)(du)(du)和熔(rong)池的攪拌對于增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)過程(cheng) 重(zhong)要。
三 爐前處理
1． 脫(tuo)硫
鐵液脫硫可(ke)減少球化劑用量和(he)鑄件中硫化物夾渣的數(shu)量。發達 球鐵生(sheng)產幾乎(hu)全部采用脫硫工藝(yi)，要求脫硫后(hou)S≤0.01，我國條件下，目標位為S≤0.02，錫(xi)柴和(he)常柴可(ke)達到S≤0.015。
包底(di)Na2CO3沖入法處理，方法簡便但脫硫(liu)(liu)(liu)率低，效果(guo)不穩定，處理時煙塵污染環(huan)境(jing)，對(dui)咽喉有(you)刺(ci)激性(xing)。在規模生產的球(qiu)鐵車間(jian)，宜將(jiang)脫硫(liu)(liu)(liu)劑置于液(ye)面，采(cai)用(yong)機械攪拌法、搖包法或氣(qi)動(dong)攪拌法進行脫硫(liu)(liu)(liu)。其(qi)中氣(qi)動(dong)法較為(wei)簡單(dan)，動(dong)力消耗少，為(wei)流行。氣(qi)動(dong)脫硫(liu)(liu)(liu)裝置可(ke)設于前(qian)爐上游，進行連(lian)續脫硫(liu)(liu)(liu)，亦可(ke)在爐前(qian)單(dan)包間(jian)斷脫硫(liu)(liu)(liu)。
2． 除渣
除(chu)渣過程(cheng)可(ke)在(zai)包中(zhong)或(huo)感應(ying)爐(lu)內進行。將除(chu)渣劑（聚渣劑）撒(sa)于(yu)液(ye)面(mian)即時形(xing)成一熔融(rong)層，起覆蓋和聚渣作用。除(chu)渣劑受熱膨化，在(zai)熔融(rong)層中(zhong)產生許多小孔(kong)，起良好的(de)保(bao)溫作用。
除(chu)渣(zha)劑(ji)分(fen)低、中、高三(san)檔。由原(yuan)礦經簡單破碎、過篩的(de)產(chan)(chan)品屬(shu)于低檔，各省均(jun)產(chan)(chan)。現已不被鑄造廠(chang)看好。中檔除(chu)渣(zha)劑(ji)對原(yuan)礦有(you)所選擇，增加了水洗等工序，能滿足鑄件的(de)基(ji)本(ben)要求，為多數工廠(chang)接受。進口(kou)的(de)除(chu)渣(zha)劑(ji)，選礦源，加工工序有(you)別于一般。該(gai)產(chan)(chan)品撒于液面(mian)即迅速散布，覆蓋整(zheng)個液面(mian)，除(chu)渣(zha)能力超卓，用(yong)(yong)量(liang)少，不粘(zhan)爐襯(chen)與澆包，用(yong)(yong)棍即可將熔(rong)融渣(zha)層整(zheng)體挑起，清渣(zha)方便(bian)，近三(san)年來(lai)已開始受國內業界的(de)重視。
3． 球化
球化(hua)處(chu)理仍(reng)(reng)以包內(nei)沖(chong)入法為主。選(xuan)用球化(hua)劑需視熔爐(lu)、出鐵溫度(du)(du)(du)，脫硫與否和球鐵類型等而(er)定(ding)。一般(ban)而(er)言，沖(chong)天爐(lu)鐵液(ye)選(xuan)用Mg7~9，RE3~7的(de)球化(hua)劑，感應爐(lu)鐵液(ye)選(xuan)用低(di)Mg（5~6），低(di)RE（1.5~2.5）球化(hua)劑，亦有的(de)廠仍(reng)(reng)用Mg8RE3球化(hua)劑。/T9228-1999標準，對Mg 和RE的(de)成(cheng)分范(fan)圍(wei)偏差規定(ding)為±1，有些廠標已縮(suo)小為±0.5，對Ca、Al等亦有明確(que)規定(ding)。球化(hua)劑質(zhi)量(liang)(liang)中，應重視MgO含量(liang)(liang)、成(cheng)分的(de)偏析程度(du)(du)(du)以及粒(li)度(du)(du)(du)的(de)集中度(du)(du)(du)。凡是粒(li)度(du)(du)(du)不勻，粉末多，色澤發暗的(de)球化(hua)劑不宜(yi)選(xuan)用。
原則上，只要(yao)掌握好鐵液的化學成分(fen)和孕育環(huan)節，采用(yong)(yong)上述球(qiu)(qiu)化劑(ji)(ji)即(ji)可生產鑄(zhu)態(tai)(tai)球(qiu)(qiu)鐵。但亦有工廠(chang)采用(yong)(yong)鑄(zhu)態(tai)(tai)球(qiu)(qiu)鐵用(yong)(yong)球(qiu)(qiu)化劑(ji)(ji)。一般，在鑄(zhu)態(tai)(tai)鐵素體(ti)(ti)球(qiu)(qiu)化劑(ji)(ji)中含(han)(han)有Ba和Bi，在鑄(zhu)態(tai)(tai)珠(zhu)光(guang)體(ti)(ti)球(qiu)(qiu)化劑(ji)(ji)中含(han)(han)有Ba和Sb，但對(dui)于QT700-2以(yi)上的重要(yao)曲軸類(lei)鑄(zhu)件，不(bu)推薦使用(yong)(yong)含(han)(han)Sb球(qiu)(qiu)化劑(ji)(ji)，此時應通(tong)過調整Cu、Mo等(deng)的含(han)(han)量來控(kong)制基(ji)體(ti)(ti)。指出，不(bu)管是否采用(yong)(yong)鑄(zhu)態(tai)(tai)球(qiu)(qiu)化劑(ji)(ji)，孕育永遠是不(bu)可忽視的重要(yao)環(huan)節。
4． 孕育
孕育是(shi)提升鑄(zhu)鐵質(zhi)量(liang)的重要環節。經過十(shi)多年的努力，我國孕育劑基本(ben)實現了(le)系(xi)列化(hua)和商(shang)品化(hua)。
5．合金(jin)化
鑄鐵(tie)(tie)常用的合金元素有Si、Mn、Cu、Cr、Mo、Ni、Sn、Sb、V、Ti、P等。其(qi)中(zhong)Si、Mn、Cr、Mo、P以鐵(tie)(tie)合金形式加(jia)(jia)入(ru)(ru)，Cu、Ni、Sb、Sn以金屬形式加(jia)(jia)入(ru)(ru)，V、Ti以鐵(tie)(tie)合金或(huo)VTi生鐵(tie)(tie)形式加(jia)(jia)入(ru)(ru)。加(jia)(jia)入(ru)(ru)時(shi)機在爐(lu)后(hou)（沖天爐(lu)）、爐(lu)內（感(gan)應爐(lu)）還是爐(lu)前，需視它們的熔(rong)點、氧化性和(he)密度等而定(ding)。為了便于高熔(rong)點鐵(tie)(tie)合金的熔(rong)吸，除控制粒度外(wai)，采用發熱合金劑或(huo)喂絲(si)加(jia)(jia)入(ru)(ru)法是比較理想(xiang)的措施。
四 過濾
金(jin)屬過濾技術在工業(ye)發達 應用(yong)較為普遍。實踐證明(ming)，關鍵機件的失(shi)效(xiao)不(bu)(bu)完全在于試棒力學性(xing)(xing)能的高低，而是(shi)三維(wei)柔性(xing)(xing)焊接(jie)平臺鑄件內部的健全程度。因此，單純追(zhui)求金(jin)相組織(zhi)的是(shi)不(bu)(bu)的。走訪過的工廠，其(qi)品牌(pai)產品無不(bu)(bu)重視過濾的后一關。一般小件采(cai)用(yong)纖(xian)維(wei)過濾網，過流量大(da)或(huo)重要件采(cai)用(yong)蜂窩陶(tao)瓷過濾片(pian)(pian)或(huo)泡(pao)沫陶(tao)瓷過濾片(pian)(pian)。
