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)(liang)(liang)包括：溫度、成分及成分度，有(you)害(hai)元素含量(liang)(liang)(liang)，非金屬夾雜物數量(liang)(liang)(liang)、氣體溶量(liang)(liang)(liang)和爐外可造(zao)性(xing)等。
鐵(tie)液質量的控制分為熔煉，爐前處理和過濾(lv)三(san)個環(huan)節(jie)。以下(xia)泊頭正(zheng)創（李(li)經理）簡(jian)述
二(er)、三維柔性焊接平臺熔煉
1、沖天爐要(yao)上(shang)新臺階
獲(huo)得高溫(wen)鐵液
盡管鑄鐵件澆注的(de)工(gong)藝溫(wen)度并不高，不同(tong)鑄鐵大(da)多在(zai)1260℃~1400℃之間(jian)。但從(cong)獲得鐵液的(de)觀點(dian)看，應有較(jiao)高的(de)熔煉(lian)溫(wen)度。高溫(wen)熔煉(lian)保證了高的(de)出鐵溫(wen)度，Fe、Si、Mn燒損少(shao)，爐(lu)況(kuang)穩定，化(hua)學成分波(bo)動(dong)小。以發達 為例，沖天(tian)爐(lu)內(nei)C的(de)波(bo)動(dong)可控制在(zai)±0.05，Si的(de)波(bo)動(dong)可控制在(zai)±0.1。高溫(wen)熔煉(lian)，鐵液中的(de)S、O、H、N及夾雜物都(dou)會減(jian)少(shao)，爐(lu)料的(de)不良(liang)遺傳(chuan)性(xing)將會減(jian)弱。
沖(chong)天爐獲得三維(wei)柔性焊接平臺(tai)高溫(wen)鐵(tie)液有三種方法：一是(shi)(shi)好(hao)的(de)(de)爐型(xing)，如兩排大間距，冷(leng)風(feng)+固定碳在(zai)(zai)85以(yi)上的(de)(de)焦炭，出鐵(tie)溫(wen)度可在(zai)(zai)1480℃以(yi)上。二是(shi)(shi)富氧送風(feng)，此法簡(jian)便(bian)，調溫(wen)迅速(su)及時，但受(shou)供氧條件的(de)(de)制(zhi)約，局限性很大。三是(shi)(shi)熱送風(feng)，不同熱風(feng)裝置(zhi)風(feng)溫(wen)由(you)150℃至(zhi)600℃不等，適于開爐時間較長的(de)(de)工廠(chang)使用。
我國鑄(zhu)造廠多(duo)數生產規(gui)模較小(xiao)，因(yin)此(ci)在相當時期內，“方法(fa)一”將是(shi)主要(yao)的(de)(de)措施。冷風作(zuo)業(ye)，沖天爐的(de)(de)熱(re)利用率低，從可持續發展的(de)(de)戰略考(kao)慮，熱(re)風沖天爐符(fu)合節能(neng)的(de)(de)國策，而且可結合著解決環(huan)境污染(ran)，滿足(zu)社會shengtai要(yao)求。隨著世界經濟yitihua進程的(de)(de)發展，鑄(zhu)造業(ye)將重組(zu)、兼并，擴大規(gui)模，實行集(ji)約(yue)化生產，熱(re)風作(zuo)業(ye)將逐步(bu)擴大其應用范(fan)圍。采用熱(re)風與否考(kao)慮的(de)(de)兩個問(wen)題(ti)是(shi)，是(shi)否有足(zu)夠的(de)(de)連續作(zuo)業(ye)時間，以及(ji)一次性(xing)投(tou)入的(de)(de)多(duo)少和投(tou)資的(de)(de)回(hui)收期。
② 穩定爐膛尺寸(cun)
低質(zhi)爐(lu)襯材料會帶來一(yi)系列不(bu)良(liang)的(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)：爐(lu)襯侵(qin)蝕物污染鐵(tie)液；侵(qin)蝕物改變爐(lu)渣的(de)(de)物理化學性(xing)狀，從而影(ying)響(xiang)(xiang)爐(lu)子(zi)的(de)(de)順行和去硫(liu)效果；爐(lu)膛(tang)擴大，破壞熔煉的(de)(de)穩定(ding)性(xing)，開爐(lu)時間一(yi)長，后期會出現(xian)鐵(tie)液溫(wen)度下降，燒損增多，鐵(tie)液氧化的(de)(de)現(xian)象。
2．使(shi)用中頻感應爐(lu)
近年來(lai)，正創(chuang)李經理走訪了長江三角洲(zhou)、珠江三角洲(zhou)和(he)膠東地區，發現(xian)采(cai)用感(gan)(gan)應爐或與(yu)沖天爐雙聯的(de)工(gong)廠(chang)不少。感(gan)(gan)應爐鐵液(ye)的(de)質量高，常(chang)是國外采(cai)購商和(he)國內主(zhu)機(ji)廠(chang)指定的(de)供貨條件。
進入二十世紀九十年代，三代晶體管模塊中頻爐(lu)取二代傳統可(ke)控硅中頻爐(lu)而代之。這種(zhong)爐(lu)子的 點是節電、熔化(hua)速度快(kuai)、升溫(wen)迅速、操作(zuo)簡便、工作(zuo) 、對(dui)電網無干擾、功率因(yin)素(su)高。
變頻(pin)中頻(pin)爐(lu)可滿足不(bu)同熔(rong)(rong)煉階段的不(bu)同工藝要求。當熔(rong)(rong)料時，用較(jiao)高(gao)的頻(pin)率(lv)(lv)實現快速熔(rong)(rong)化；當增(zeng)碳時，改用較(jiao)低的頻(pin)率(lv)(lv)，增(zeng)加鐵(tie)液攪拌力，jiakuai增(zeng)碳過程，從而達到(dao)縮短時間、節省電(dian)力的目的。有(you)的爐(lu)子(zi)還能(neng)隨液面高(gao)度的不(bu)同自動調節功率(lv)(lv)。近期國(guo)外推(tui)出的寬爐(lu)體感應爐(lu)，可實現大料直接裝爐(lu)。
3．不可(ke)忽視(shi)三維(wei)柔性焊接平(ping)臺生(sheng)鐵中(zhong)的微量元素
生鐵出廠(chang)一般只規定Si、Mn、P、S，對C無(wu)限量(liang)，微量(liang)元(yuan)素(su)則(ze)隨礦(kuang)源(yuan)而(er)任其(qi)自然，不作(zuo)檢測(ce)，底碼不清。我國生鐵中(zhong)(zhong)的微量(liang)元(yuan)素(su)有(you)Cu、Cr、Mo、V、Ni、Ti、Sn、Al、Pb、Bi、Zn、As、Sb等。其(qi)中(zhong)(zhong)Cu、Cr、Mo、V、Ni、并無(wu)害處，Al視(shi)為中(zhong)(zhong)性，As、Zn、Pb有(you)害，Ti、Sb、Bi、Sn為mingan元(yuan)素(su)，低于一定值有(you)利，超過則(ze)有(you)弊。
4．感(gan)應爐(lu)增(zeng)碳
感(gan)應爐若以廢鋼為(wei)主爐料，在爐內增碳(tan)生產合成(cheng)鑄鐵(tie)(tie)，可(ke)得到鋼一般純凈(jing)的(de)鐵(tie)(tie)液。由于沒有生鐵(tie)(tie)粗(cu)大石墨的(de)遺傳和受孕能力優良，鑄鐵(tie)(tie)組(zu)織中的(de)石墨具(ju)有細小(xiao)和分(fen)布(bu)均勻(yun)的(de) 點，球鐵(tie)(tie)的(de)球化率高，低(di)(di)碳(tan)灰(hui)鐵(tie)(tie)易于得到A型石墨和珠光體基體，且(qie)壁厚mingan性減小(xiao)。因為(wei)磷(lin)很低(di)(di)，大大降低(di)(di)了(le)發(fa)動機件縮松滲(shen)漏的(de)缺陷。
增(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)劑(ji)常(chang)用(yong)的有石墨(mo)(mo)質增(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)劑(ji)（電(dian)塊(kuai)或tianran石墨(mo)(mo)、類石墨(mo)(mo)）和(he)(he)碳(tan)質增(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)劑(ji)（如冶金焦）。電(dian)質地純，灰分(fen)(fen)<0.5，S、N含量(liang)只有0.1。選用(yong)tianran石墨(mo)(mo)和(he)(he)碳(tan)質增(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)劑(ji)時，應 別關注其灰分(fen)(fen)，S和(he)(he)N量(liang)，并防止受(shou)潮(chao)。增(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)劑(ji)的吸收(shou)(shou)率(lv)(lv)，爐底加入（裝(zhuang)料）時為65~70，鏡面加入時為75~80。在一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)(du)上，回收(shou)(shou)率(lv)(lv)隨處(chu)理溫度(du)(du)的提高而增(zeng)(zeng)(zeng)加，但高于(yu)平衡溫度(du)(du)后，因(yin)部分(fen)(fen)碳(tan)消耗于(yu)反應（SiO2）+2C=[Si]+2CO，反而降低回收(shou)(shou)率(lv)(lv)。 碳(tan)的熔(rong)點(dian)為3727℃，碳(tan)原子是通過溶(rong)解和(he)(he)擴散方式進入鐵液的，因(yin)此增(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)劑(ji)的粒度(du)(du)和(he)(he)熔(rong)池的攪(jiao)拌對于(yu)增(zeng)(zeng)(zeng)碳(tan)過程(cheng) 重要。
三 爐前處理
1． 脫硫
鐵(tie)(tie)液(ye)脫(tuo)硫可(ke)減少(shao)球(qiu)化劑用(yong)量和鑄(zhu)件(jian)中硫化物夾渣的數量。發達(da) 球(qiu)鐵(tie)(tie)生產幾(ji)乎全(quan)部采(cai)用(yong)脫(tuo)硫工藝(yi)，要(yao)求脫(tuo)硫后S≤0.01，我國條件(jian)下，目(mu)標位為S≤0.02，錫柴(chai)和常柴(chai)可(ke)達(da)到(dao)S≤0.015。
包(bao)底Na2CO3沖入法(fa)(fa)處理(li)，方法(fa)(fa)簡便但脫(tuo)硫(liu)(liu)率低，效果(guo)不穩定(ding)，處理(li)時煙塵污染(ran)環境，對咽喉有(you)刺激性。在(zai)規模生(sheng)產的球鐵車間，宜將脫(tuo)硫(liu)(liu)劑置于液(ye)面，采(cai)用機(ji)械攪(jiao)拌法(fa)(fa)、搖包(bao)法(fa)(fa)或氣動攪(jiao)拌法(fa)(fa)進行脫(tuo)硫(liu)(liu)。其中氣動法(fa)(fa)較為簡單，動力消耗(hao)少，為流行。氣動脫(tuo)硫(liu)(liu)裝置可(ke)設(she)于前(qian)爐(lu)上游，進行連續脫(tuo)硫(liu)(liu)，亦可(ke)在(zai)爐(lu)前(qian)單包(bao)間斷脫(tuo)硫(liu)(liu)。
2． 除渣
除渣過程可(ke)在包(bao)中或(huo)感應爐內進行(xing)。將除渣劑(ji)(ji)（聚渣劑(ji)(ji)）撒于液面(mian)即時形成一熔(rong)融層，起(qi)覆蓋和(he)聚渣作用。除渣劑(ji)(ji)受熱膨化(hua)，在熔(rong)融層中產生許(xu)多小(xiao)孔，起(qi)良好的保溫(wen)作用。
除渣(zha)(zha)劑分低、中、高三(san)檔。由原礦(kuang)經簡單破(po)碎、過篩的(de)產(chan)品屬于(yu)低檔，各(ge)省均產(chan)。現(xian)已(yi)不被鑄造廠(chang)看好。中檔除渣(zha)(zha)劑對原礦(kuang)有所(suo)選擇，增加(jia)了水洗等工序，能滿足鑄件的(de)基本要(yao)求，為多數工廠(chang)接受(shou)。進口的(de)除渣(zha)(zha)劑，選礦(kuang)源，加(jia)工工序有別于(yu)一般。該(gai)產(chan)品撒(sa)于(yu)液(ye)面(mian)即(ji)迅速散布，覆(fu)蓋整(zheng)個(ge)液(ye)面(mian)，除渣(zha)(zha)能力(li)超卓，用(yong)量少，不粘爐襯與(yu)澆包(bao)，用(yong)棍即(ji)可將熔融(rong)渣(zha)(zha)層整(zheng)體挑(tiao)起，清渣(zha)(zha)方便，近(jin)三(san)年來已(yi)開始(shi)受(shou)國內業界(jie)的(de)重視。
3． 球(qiu)化
球(qiu)化(hua)處(chu)理(li)仍以包內沖入法(fa)為(wei)主(zhu)。選用(yong)球(qiu)化(hua)劑(ji)(ji)需視熔爐(lu)、出鐵(tie)溫度(du)，脫(tuo)硫與否和(he)球(qiu)鐵(tie)類型(xing)等而(er)定。一般而(er)言，沖天爐(lu)鐵(tie)液(ye)選用(yong)Mg7~9，RE3~7的球(qiu)化(hua)劑(ji)(ji)，感應(ying)(ying)爐(lu)鐵(tie)液(ye)選用(yong)低Mg（5~6），低RE（1.5~2.5）球(qiu)化(hua)劑(ji)(ji)，亦有(you)的廠(chang)仍用(yong)Mg8RE3球(qiu)化(hua)劑(ji)(ji)。/T9228-1999標(biao)準，對(dui)Mg 和(he)RE的成(cheng)分范圍(wei)偏差規定為(wei)±1，有(you)些廠(chang)標(biao)已縮小為(wei)±0.5，對(dui)Ca、Al等亦有(you)明(ming)確(que)規定。球(qiu)化(hua)劑(ji)(ji)質量(liang)中(zhong)，應(ying)(ying)重視MgO含量(liang)、成(cheng)分的偏析程(cheng)度(du)以及(ji)粒度(du)的集中(zhong)度(du)。凡是粒度(du)不勻，粉末(mo)多，色澤發暗的球(qiu)化(hua)劑(ji)(ji)不宜(yi)選用(yong)。
原(yuan)則上(shang)，只要(yao)掌(zhang)握(wo)好鐵(tie)液的(de)化(hua)(hua)學成分和(he)孕育(yu)環節(jie)，采用(yong)上(shang)述球(qiu)化(hua)(hua)劑即可生(sheng)產鑄態(tai)(tai)球(qiu)鐵(tie)。但(dan)(dan)亦有工廠采用(yong)鑄態(tai)(tai)球(qiu)鐵(tie)用(yong)球(qiu)化(hua)(hua)劑。一般，在鑄態(tai)(tai)鐵(tie)素體球(qiu)化(hua)(hua)劑中(zhong)含(han)有Ba和(he)Bi，在鑄態(tai)(tai)珠光體球(qiu)化(hua)(hua)劑中(zhong)含(han)有Ba和(he)Sb，但(dan)(dan)對于QT700-2以上(shang)的(de)重(zhong)要(yao)曲軸類(lei)鑄件，不推薦使用(yong)含(han)Sb球(qiu)化(hua)(hua)劑，此時應通過調整Cu、Mo等的(de)含(han)量來控制基體。指出(chu)，不管是否(fou)采用(yong)鑄態(tai)(tai)球(qiu)化(hua)(hua)劑，孕育(yu)永遠是不可忽(hu)視的(de)重(zhong)要(yao)環節(jie)。
4． 孕(yun)育
孕(yun)育(yu)是(shi)提升鑄鐵質(zhi)量的(de)重要環節。經(jing)過十多年的(de)努(nu)力，我國孕(yun)育(yu)劑基本實現了系列(lie)化和商品化。
5．合金化
鑄(zhu)鐵(tie)常(chang)用的(de)合(he)(he)(he)金(jin)元素有Si、Mn、Cu、Cr、Mo、Ni、Sn、Sb、V、Ti、P等。其(qi)中Si、Mn、Cr、Mo、P以(yi)鐵(tie)合(he)(he)(he)金(jin)形(xing)(xing)式加(jia)入(ru)，Cu、Ni、Sb、Sn以(yi)金(jin)屬形(xing)(xing)式加(jia)入(ru)，V、Ti以(yi)鐵(tie)合(he)(he)(he)金(jin)或VTi生鐵(tie)形(xing)(xing)式加(jia)入(ru)。加(jia)入(ru)時機在(zai)爐(lu)后（沖天爐(lu)）、爐(lu)內(nei)（感應爐(lu)）還是(shi)爐(lu)前，需視它(ta)們的(de)熔點(dian)、氧化性和密度(du)等而定。為了便于高(gao)熔點(dian)鐵(tie)合(he)(he)(he)金(jin)的(de)熔吸，除控(kong)制粒度(du)外(wai)，采用發熱(re)合(he)(he)(he)金(jin)劑或喂絲加(jia)入(ru)法是(shi)比(bi)較理想的(de)措施。
四 過濾(lv)
金屬過(guo)(guo)濾(lv)技術在工業發達 應用較為普遍。實踐證(zheng)明，關鍵機件(jian)的(de)(de)(de)失效不完全(quan)在于試棒(bang)力學性(xing)能的(de)(de)(de)高低，而是三(san)維柔性(xing)焊(han)接平臺(tai)鑄件(jian)內部的(de)(de)(de)健全(quan)程度。因(yin)此，單純(chun)追求金相(xiang)組織的(de)(de)(de)是不的(de)(de)(de)。走訪過(guo)(guo)的(de)(de)(de)工廠，其品牌產品無不重(zhong)視過(guo)(guo)濾(lv)的(de)(de)(de)后一關。一般小件(jian)采用纖(xian)維過(guo)(guo)濾(lv)網，過(guo)(guo)流量大或重(zhong)要件(jian)采用蜂窩陶瓷過(guo)(guo)濾(lv)片(pian)或泡沫陶瓷過(guo)(guo)濾(lv)片(pian)。
