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(bao)括：溫度(du)、成分及(ji)成分度(du)，有害元素含量，非金屬夾雜物(wu)數量、氣體溶量和爐外(wai)可(ke)造性等。
鐵液質量(liang)的控制(zhi)分為熔煉(lian)，爐前(qian)處理(li)和(he)過濾三個環節。以(yi)下泊頭正創（李經理(li)）簡述
二、三維(wei)柔(rou)性焊接平臺熔煉
1、沖天爐要上新臺階
獲(huo)得高溫鐵液
盡管鑄鐵(tie)(tie)件澆(jiao)注的(de)工藝溫(wen)(wen)度(du)(du)并不(bu)高(gao)(gao)，不(bu)同鑄鐵(tie)(tie)大多在1260℃~1400℃之(zhi)間。但從(cong)獲得鐵(tie)(tie)液的(de)觀(guan)點看，應有較高(gao)(gao)的(de)熔煉(lian)溫(wen)(wen)度(du)(du)。高(gao)(gao)溫(wen)(wen)熔煉(lian)保證(zheng)了(le)高(gao)(gao)的(de)出鐵(tie)(tie)溫(wen)(wen)度(du)(du)，Fe、Si、Mn燒損少，爐(lu)況穩定，化(hua)學成分波(bo)動小。以發達 為(wei)例，沖天爐(lu)內C的(de)波(bo)動可控(kong)制(zhi)(zhi)在±0.05，Si的(de)波(bo)動可控(kong)制(zhi)(zhi)在±0.1。高(gao)(gao)溫(wen)(wen)熔煉(lian)，鐵(tie)(tie)液中的(de)S、O、H、N及夾雜物都會減少，爐(lu)料的(de)不(bu)良遺傳性將會減弱。
沖(chong)天爐(lu)獲得三(san)維柔性焊接(jie)平臺(tai)高溫(wen)鐵液有三(san)種(zhong)方(fang)法(fa)：一是(shi)好(hao)的(de)爐(lu)型，如兩(liang)排大間距，冷風(feng)+固定碳在85以(yi)上的(de)焦炭，出鐵溫(wen)度可在1480℃以(yi)上。二是(shi)富氧(yang)(yang)送(song)風(feng)，此法(fa)簡便，調溫(wen)迅速及時，但受(shou)供(gong)氧(yang)(yang)條(tiao)件的(de)制約(yue)，局(ju)限性很大。三(san)是(shi)熱送(song)風(feng)，不同熱風(feng)裝(zhuang)置風(feng)溫(wen)由150℃至600℃不等(deng)，適于開(kai)爐(lu)時間較長的(de)工廠使(shi)用(yong)。
我國(guo)鑄造廠多數(shu)生(sheng)產(chan)規模較(jiao)小，因(yin)此在相當時期內，“方法一”將是(shi)主要(yao)的(de)措施(shi)。冷風(feng)(feng)作(zuo)業(ye)，沖天爐(lu)的(de)熱(re)利(li)用率低，從可持續發(fa)展的(de)戰(zhan)略考慮(lv)，熱(re)風(feng)(feng)沖天爐(lu)符合(he)節(jie)能的(de)國(guo)策，而且可結合(he)著(zhu)解決環(huan)境(jing)污染，滿足社會(hui)shengtai要(yao)求(qiu)。隨著(zhu)世界經(jing)濟yitihua進(jin)程的(de)發(fa)展，鑄造業(ye)將重組、兼并，擴大規模，實行(xing)集約化生(sheng)產(chan)，熱(re)風(feng)(feng)作(zuo)業(ye)將逐步擴大其應用范圍。采用熱(re)風(feng)(feng)與否(fou)考慮(lv)的(de)兩(liang)個問題是(shi)，是(shi)否(fou)有(you)足夠(gou)的(de)連續作(zuo)業(ye)時間，以及一次性投入的(de)多少和投資的(de)回收期。
② 穩定爐(lu)膛(tang)尺寸
低質爐(lu)(lu)襯材(cai)料會帶來一(yi)系列不良的(de)影(ying)響：爐(lu)(lu)襯侵蝕物污染鐵液(ye)；侵蝕物改變爐(lu)(lu)渣的(de)物理化(hua)學性狀，從而影(ying)響爐(lu)(lu)子的(de)順行和去硫(liu)效果；爐(lu)(lu)膛擴大(da)，破壞(huai)熔煉的(de)穩定性，開爐(lu)(lu)時間(jian)一(yi)長，后期會出(chu)現鐵液(ye)溫度(du)下降(jiang)，燒(shao)損(sun)增多，鐵液(ye)氧化(hua)的(de)現象。
2．使用(yong)中頻(pin)感(gan)應(ying)爐(lu)
近(jin)年來，正創李經理(li)走訪(fang)了(le)長江(jiang)(jiang)三(san)角洲、珠江(jiang)(jiang)三(san)角洲和膠(jiao)東(dong)地區，發現(xian)采用感應爐或與(yu)沖天(tian)爐雙聯(lian)的(de)工(gong)廠不少。感應爐鐵液的(de)質量高，常是國外采購商和國內(nei)主機廠指(zhi)定的(de)供貨(huo)條件。
進入二十世紀九十年(nian)代(dai)(dai)，三代(dai)(dai)晶(jing)體管(guan)模塊中頻(pin)爐(lu)取二代(dai)(dai)傳統(tong)可控(kong)硅中頻(pin)爐(lu)而代(dai)(dai)之。這種爐(lu)子(zi)的 點(dian)是節(jie)電(dian)、熔化速度快、升(sheng)溫迅(xun)速、操作簡便、工(gong)作 、對電(dian)網無干(gan)擾、功率(lv)因素高(gao)。
變頻中頻爐(lu)(lu)可滿足不同(tong)熔煉階段的(de)不同(tong)工藝要求。當熔料時，用較(jiao)高(gao)的(de)頻率(lv)實(shi)現(xian)快速熔化(hua)；當增(zeng)碳時，改用較(jiao)低的(de)頻率(lv)，增(zeng)加鐵液攪拌力，jiakuai增(zeng)碳過程(cheng)，從(cong)而(er)達(da)到縮短時間、節省(sheng)電力的(de)目的(de)。有的(de)爐(lu)(lu)子還(huan)能隨(sui)液面(mian)高(gao)度的(de)不同(tong)自動調節功率(lv)。近期國外(wai)推出的(de)寬爐(lu)(lu)體感應(ying)爐(lu)(lu)，可實(shi)現(xian)大料直接裝爐(lu)(lu)。
3．不(bu)可忽視三維柔(rou)性(xing)焊(han)接平臺(tai)生鐵中(zhong)的微量元素
生鐵(tie)出廠一般只規定(ding)Si、Mn、P、S，對(dui)C無(wu)(wu)限量，微(wei)量元(yuan)(yuan)素則(ze)隨礦源(yuan)而任其自然(ran)，不作(zuo)檢測，底碼不清(qing)。我國生鐵(tie)中(zhong)的微(wei)量元(yuan)(yuan)素有(you)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(wu)(wu)害處，Al視為(wei)中(zhong)性，As、Zn、Pb有(you)害，Ti、Sb、Bi、Sn為(wei)mingan元(yuan)(yuan)素，低(di)于一定(ding)值有(you)利，超過則(ze)有(you)弊。
4．感(gan)應爐增碳
感應(ying)爐若(ruo)以廢鋼為(wei)主爐料(liao)，在爐內增碳生(sheng)產(chan)合成鑄鐵(tie)，可得(de)到(dao)(dao)鋼一般(ban)純凈的(de)(de)鐵(tie)液。由于沒有生(sheng)鐵(tie)粗(cu)大(da)石(shi)墨(mo)(mo)的(de)(de)遺傳和(he)受孕能力優良，鑄鐵(tie)組織中(zhong)的(de)(de)石(shi)墨(mo)(mo)具有細小(xiao)和(he)分布(bu)均勻(yun)的(de)(de) 點，球鐵(tie)的(de)(de)球化率高(gao)，低(di)碳灰鐵(tie)易于得(de)到(dao)(dao)A型石(shi)墨(mo)(mo)和(he)珠光體(ti)基體(ti)，且壁(bi)厚mingan性減小(xiao)。因為(wei)磷很低(di)，大(da)大(da)降低(di)了發動(dong)機件縮松滲漏的(de)(de)缺陷。
增碳(tan)劑(ji)常用(yong)的(de)有石墨(mo)(mo)質增碳(tan)劑(ji)（電塊或tianran石墨(mo)(mo)、類(lei)石墨(mo)(mo)）和碳(tan)質增碳(tan)劑(ji)（如(ru)冶金焦(jiao)）。電質地純，灰(hui)分(fen)(fen)<0.5，S、N含量只(zhi)有0.1。選(xuan)用(yong)tianran石墨(mo)(mo)和碳(tan)質增碳(tan)劑(ji)時，應(ying) 別關注其灰(hui)分(fen)(fen)，S和N量，并防止(zhi)受(shou)潮(chao)。增碳(tan)劑(ji)的(de)吸收率，爐(lu)底加入（裝(zhuang)料）時為65~70，鏡(jing)面加入時為75~80。在一(yi)定程度(du)上，回收率隨處理溫度(du)的(de)提高而(er)增加，但高于平(ping)衡溫度(du)后，因部分(fen)(fen)碳(tan)消耗于反(fan)應(ying)（SiO2）+2C=[Si]+2CO，反(fan)而(er)降低(di)回收率。 碳(tan)的(de)熔點為3727℃，碳(tan)原(yuan)子是通(tong)過(guo)溶解和擴散方式進入鐵液的(de)，因此增碳(tan)劑(ji)的(de)粒度(du)和熔池(chi)的(de)攪拌對于增碳(tan)過(guo)程 重要。
三 爐前處理(li)
1． 脫硫
鐵液脫硫(liu)(liu)可(ke)減少球(qiu)化劑用(yong)量(liang)(liang)和鑄(zhu)件(jian)中硫(liu)(liu)化物(wu)夾渣的數(shu)量(liang)(liang)。發達 球(qiu)鐵生產幾乎全部采用(yong)脫硫(liu)(liu)工藝，要求脫硫(liu)(liu)后S≤0.01，我國條件(jian)下(xia)，目標位(wei)為(wei)S≤0.02，錫柴(chai)和常(chang)柴(chai)可(ke)達到S≤0.015。
包(bao)(bao)底Na2CO3沖入(ru)法處理(li)，方(fang)法簡便但脫硫(liu)率低，效(xiao)果不穩定，處理(li)時煙(yan)塵污(wu)染環境，對(dui)咽喉有刺激性。在規模生(sheng)產的球鐵(tie)車間，宜將脫硫(liu)劑置(zhi)于(yu)液面，采用機械攪拌法、搖包(bao)(bao)法或(huo)氣動(dong)(dong)攪拌法進行(xing)脫硫(liu)。其(qi)中(zhong)氣動(dong)(dong)法較為簡單，動(dong)(dong)力消耗少(shao)，為流(liu)行(xing)。氣動(dong)(dong)脫硫(liu)裝置(zhi)可(ke)設于(yu)前爐上(shang)游，進行(xing)連續(xu)脫硫(liu)，亦可(ke)在爐前單包(bao)(bao)間斷(duan)脫硫(liu)。
2． 除(chu)渣
除(chu)渣(zha)(zha)(zha)過程可(ke)在(zai)包中或感應(ying)爐內進行。將除(chu)渣(zha)(zha)(zha)劑（聚渣(zha)(zha)(zha)劑）撒于液面(mian)即時形成(cheng)一熔融層，起覆蓋和聚渣(zha)(zha)(zha)作(zuo)用。除(chu)渣(zha)(zha)(zha)劑受(shou)熱膨化(hua)，在(zai)熔融層中產生許多小孔，起良好的保溫作(zuo)用。
除渣劑分(fen)低、中(zhong)、高三檔(dang)。由原礦(kuang)經簡單破碎、過篩(shai)的(de)(de)(de)產(chan)品(pin)屬于(yu)低檔(dang)，各省均產(chan)。現已(yi)不被(bei)鑄造廠(chang)看好。中(zhong)檔(dang)除渣劑對原礦(kuang)有所選擇，增(zeng)加了水洗等工序，能滿足鑄件(jian)的(de)(de)(de)基本要求，為多數工廠(chang)接(jie)受(shou)。進口的(de)(de)(de)除渣劑，選礦(kuang)源(yuan)，加工工序有別于(yu)一般(ban)。該產(chan)品(pin)撒于(yu)液(ye)面(mian)即(ji)迅速(su)散布，覆蓋整個液(ye)面(mian)，除渣能力(li)超(chao)卓(zhuo)，用量(liang)少，不粘(zhan)爐襯與澆包，用棍即(ji)可將熔融渣層(ceng)整體挑起，清渣方便，近三年(nian)來已(yi)開始受(shou)國內業界的(de)(de)(de)重視。
3． 球(qiu)化
球(qiu)化(hua)處理仍以(yi)包(bao)內沖入法為(wei)主。選用球(qiu)化(hua)劑需視熔爐、出鐵(tie)溫度(du)(du)，脫(tuo)硫(liu)與否和(he)球(qiu)鐵(tie)類型(xing)等(deng)而(er)定(ding)。一般(ban)而(er)言，沖天爐鐵(tie)液選用Mg7~9，RE3~7的(de)球(qiu)化(hua)劑，感應爐鐵(tie)液選用低Mg（5~6），低RE（1.5~2.5）球(qiu)化(hua)劑，亦(yi)(yi)有(you)的(de)廠仍用Mg8RE3球(qiu)化(hua)劑。/T9228-1999標準，對Mg 和(he)RE的(de)成分范圍偏差規定(ding)為(wei)±1，有(you)些廠標已縮小為(wei)±0.5，對Ca、Al等(deng)亦(yi)(yi)有(you)明確規定(ding)。球(qiu)化(hua)劑質量中，應重視MgO含量、成分的(de)偏析程(cheng)度(du)(du)以(yi)及粒度(du)(du)的(de)集中度(du)(du)。凡是(shi)粒度(du)(du)不勻，粉末多，色澤發暗的(de)球(qiu)化(hua)劑不宜選用。
原則上，只(zhi)要(yao)(yao)掌握好(hao)鐵液(ye)的化(hua)學成分(fen)和(he)孕(yun)(yun)育環節(jie)，采(cai)(cai)用(yong)上述球(qiu)化(hua)劑即可生產(chan)鑄(zhu)態球(qiu)鐵。但亦有工廠采(cai)(cai)用(yong)鑄(zhu)態球(qiu)鐵用(yong)球(qiu)化(hua)劑。一般(ban)，在鑄(zhu)態鐵素(su)體(ti)球(qiu)化(hua)劑中(zhong)(zhong)含(han)(han)有Ba和(he)Bi，在鑄(zhu)態珠光體(ti)球(qiu)化(hua)劑中(zhong)(zhong)含(han)(han)有Ba和(he)Sb，但對于(yu)QT700-2以上的重要(yao)(yao)曲軸類鑄(zhu)件，不(bu)推薦使(shi)用(yong)含(han)(han)Sb球(qiu)化(hua)劑，此(ci)時應通過調整(zheng)Cu、Mo等的含(han)(han)量來(lai)控制(zhi)基體(ti)。指出，不(bu)管是(shi)(shi)否采(cai)(cai)用(yong)鑄(zhu)態球(qiu)化(hua)劑，孕(yun)(yun)育永遠是(shi)(shi)不(bu)可忽視的重要(yao)(yao)環節(jie)。
4． 孕育(yu)
孕(yun)育是提升鑄鐵質(zhi)量的重要環節。經過(guo)十多年的努(nu)力，我國孕(yun)育劑基本實現了系列化和商品化。
5．合金化
鑄鐵(tie)常用(yong)的(de)合金(jin)(jin)元素有Si、Mn、Cu、Cr、Mo、Ni、Sn、Sb、V、Ti、P等。其中(zhong)Si、Mn、Cr、Mo、P以鐵(tie)合金(jin)(jin)形式加(jia)(jia)(jia)入(ru)，Cu、Ni、Sb、Sn以金(jin)(jin)屬形式加(jia)(jia)(jia)入(ru)，V、Ti以鐵(tie)合金(jin)(jin)或(huo)VTi生鐵(tie)形式加(jia)(jia)(jia)入(ru)。加(jia)(jia)(jia)入(ru)時機在(zai)爐(lu)后（沖天爐(lu)）、爐(lu)內(nei)（感應(ying)爐(lu)）還是爐(lu)前，需視它們(men)的(de)熔點、氧(yang)化性和(he)密度等而定。為了(le)便于高熔點鐵(tie)合金(jin)(jin)的(de)熔吸(xi)，除控制粒度外，采用(yong)發(fa)熱合金(jin)(jin)劑或(huo)喂絲加(jia)(jia)(jia)入(ru)法是比較(jiao)理想(xiang)的(de)措施。
四 過(guo)濾
金(jin)(jin)屬(shu)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)技術在(zai)工業發達 應用(yong)較為普遍。實踐證明，關鍵機(ji)件的失效不完(wan)全(quan)在(zai)于試棒力學性能的高(gao)低，而是(shi)三維柔性焊(han)接平臺鑄件內部(bu)的健全(quan)程度。因此，單純追(zhui)求(qiu)金(jin)(jin)相組織的是(shi)不的。走訪過(guo)(guo)的工廠，其品牌產品無不重視過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)的后一關。一般小件采用(yong)纖維過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)網(wang)，過(guo)(guo)流量大或(huo)重要件采用(yong)蜂窩(wo)陶(tao)瓷(ci)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)片或(huo)泡沫陶(tao)瓷(ci)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)片。
