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(kuo)：溫度、成(cheng)分(fen)及成(cheng)分(fen)度，有害元素含量，非金(jin)屬夾(jia)雜物數量、氣體溶量和爐(lu)外可造性(xing)等(deng)。
鐵液質(zhi)量的(de)控制分(fen)為熔(rong)煉，爐前處理(li)和過濾三個環節(jie)。以下泊頭正(zheng)創（李經理(li)）簡述
二、三維柔性焊接平(ping)臺熔煉
1、沖天爐要(yao)上(shang)新臺階(jie)
獲得(de)高溫鐵液
盡管(guan)鑄(zhu)鐵件(jian)澆注的(de)(de)工(gong)藝溫(wen)度并不高，不同鑄(zhu)鐵大多在1260℃~1400℃之間。但(dan)從(cong)獲得(de)鐵液的(de)(de)觀點看(kan)，應有較高的(de)(de)熔煉(lian)溫(wen)度。高溫(wen)熔煉(lian)保證(zheng)了高的(de)(de)出鐵溫(wen)度，Fe、Si、Mn燒損少(shao)，爐況穩定，化學成分波(bo)動(dong)小。以發達 為例，沖(chong)天爐內C的(de)(de)波(bo)動(dong)可(ke)控(kong)制在±0.05，Si的(de)(de)波(bo)動(dong)可(ke)控(kong)制在±0.1。高溫(wen)熔煉(lian)，鐵液中的(de)(de)S、O、H、N及夾雜物都會(hui)減少(shao)，爐料的(de)(de)不良遺傳性將會(hui)減弱。
沖天(tian)爐(lu)獲得三(san)維(wei)柔(rou)性焊接平臺高(gao)溫鐵液有三(san)種方法：一(yi)是(shi)好的爐(lu)型，如兩排(pai)大(da)間距(ju)，冷風(feng)(feng)(feng)(feng)+固(gu)定碳在85以上的焦炭，出鐵溫度可在1480℃以上。二是(shi)富氧(yang)送風(feng)(feng)(feng)(feng)，此法簡便，調溫迅速(su)及時，但受供氧(yang)條(tiao)件(jian)的制(zhi)約，局(ju)限性很(hen)大(da)。三(san)是(shi)熱送風(feng)(feng)(feng)(feng)，不同(tong)熱風(feng)(feng)(feng)(feng)裝置風(feng)(feng)(feng)(feng)溫由150℃至600℃不等，適于開爐(lu)時間較長的工廠(chang)使用。
我國鑄(zhu)造廠多(duo)數生產規(gui)模(mo)較小，因此(ci)在(zai)相當(dang)時期內，“方法一”將(jiang)是主要(yao)的(de)(de)(de)措施。冷風(feng)作業，沖(chong)天爐的(de)(de)(de)熱利(li)用率低，從(cong)可持續發(fa)(fa)展的(de)(de)(de)戰略考慮(lv)，熱風(feng)沖(chong)天爐符合節能的(de)(de)(de)國策，而且可結(jie)合著解(jie)決環境污染，滿足(zu)社會shengtai要(yao)求。隨著世界經(jing)濟(ji)yitihua進程的(de)(de)(de)發(fa)(fa)展，鑄(zhu)造業將(jiang)重組、兼并，擴(kuo)(kuo)大規(gui)模(mo)，實行集(ji)約化生產，熱風(feng)作業將(jiang)逐步擴(kuo)(kuo)大其應用范圍(wei)。采用熱風(feng)與(yu)否考慮(lv)的(de)(de)(de)兩個(ge)問題是，是否有足(zu)夠(gou)的(de)(de)(de)連續作業時間，以及一次性投入的(de)(de)(de)多(duo)少和投資的(de)(de)(de)回收期。
② 穩定爐膛尺(chi)寸
低質爐(lu)(lu)襯材料會帶來一系列不良的影(ying)響(xiang)：爐(lu)(lu)襯侵(qin)蝕(shi)物(wu)污染鐵(tie)液；侵(qin)蝕(shi)物(wu)改變爐(lu)(lu)渣的物(wu)理化(hua)學性狀，從而影(ying)響(xiang)爐(lu)(lu)子(zi)的順行和去硫效果；爐(lu)(lu)膛(tang)擴大，破壞熔煉的穩(wen)定性，開爐(lu)(lu)時間一長，后期會出現(xian)鐵(tie)液溫(wen)度下(xia)降，燒損增多，鐵(tie)液氧化(hua)的現(xian)象。
2．使(shi)用中頻感應(ying)爐
近年來，正創李經理走訪了長(chang)江(jiang)三(san)角(jiao)洲、珠江(jiang)三(san)角(jiao)洲和(he)膠東(dong)地區，發現采用(yong)感(gan)應(ying)爐(lu)(lu)或與沖天爐(lu)(lu)雙聯的工(gong)廠不少。感(gan)應(ying)爐(lu)(lu)鐵液(ye)的質量高(gao)，常是國外采購(gou)商(shang)和(he)國內主機廠指定的供貨條件。
進入二十世紀九(jiu)十年(nian)代，三代晶體管模(mo)塊(kuai)中頻爐取二代傳統可控硅中頻爐而(er)代之。這種(zhong)爐子的 點是節(jie)電(dian)、熔(rong)化速度(du)快、升(sheng)溫迅速、操作(zuo)(zuo)簡便、工作(zuo)(zuo) 、對電(dian)網無(wu)干擾(rao)、功率(lv)因素高(gao)。
變頻中頻爐(lu)可滿(man)足不同(tong)熔(rong)煉階段的(de)(de)(de)(de)不同(tong)工藝要求。當(dang)熔(rong)料(liao)時(shi)，用較高的(de)(de)(de)(de)頻率實(shi)現(xian)快速熔(rong)化；當(dang)增碳時(shi)，改(gai)用較低的(de)(de)(de)(de)頻率，增加鐵液攪拌力，jiakuai增碳過程，從而達到縮短時(shi)間、節省電力的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。有的(de)(de)(de)(de)爐(lu)子還能隨液面高度的(de)(de)(de)(de)不同(tong)自動調節功(gong)率。近期(qi)國外推(tui)出的(de)(de)(de)(de)寬爐(lu)體感(gan)應爐(lu)，可實(shi)現(xian)大料(liao)直接裝(zhuang)爐(lu)。
3．不可忽視三維柔性焊(han)接平臺生鐵中的微(wei)量元(yuan)素
生鐵出廠一般(ban)只規定Si、Mn、P、S，對C無(wu)限量(liang)，微量(liang)元素(su)則隨(sui)礦源(yuan)而(er)任(ren)其自然，不作(zuo)檢測，底碼不清。我國生鐵中(zhong)的微量(liang)元素(su)有(you)(you)(you)Cu、Cr、Mo、V、Ni、Ti、Sn、Al、Pb、Bi、Zn、As、Sb等。其中(zhong)Cu、Cr、Mo、V、Ni、并無(wu)害(hai)處，Al視為中(zhong)性，As、Zn、Pb有(you)(you)(you)害(hai)，Ti、Sb、Bi、Sn為mingan元素(su)，低于一定值(zhi)有(you)(you)(you)利，超過則有(you)(you)(you)弊。
4．感應爐(lu)增碳
感應爐(lu)若以(yi)廢鋼(gang)(gang)為(wei)主爐(lu)料，在(zai)爐(lu)內增(zeng)碳生(sheng)產合成鑄鐵(tie)，可得(de)到鋼(gang)(gang)一般(ban)純凈的(de)鐵(tie)液。由于沒有生(sheng)鐵(tie)粗(cu)大(da)(da)(da)石(shi)(shi)墨(mo)的(de)遺傳和(he)受孕能(neng)力優良，鑄鐵(tie)組織(zhi)中(zhong)的(de)石(shi)(shi)墨(mo)具(ju)有細小(xiao)(xiao)和(he)分布均勻的(de) 點，球鐵(tie)的(de)球化率高(gao)，低(di)(di)碳灰(hui)鐵(tie)易于得(de)到A型石(shi)(shi)墨(mo)和(he)珠光體(ti)基體(ti)，且壁(bi)厚mingan性減小(xiao)(xiao)。因為(wei)磷很(hen)低(di)(di)，大(da)(da)(da)大(da)(da)(da)降(jiang)低(di)(di)了發動(dong)機件縮(suo)松滲(shen)漏的(de)缺陷(xian)。
增碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)劑常用的(de)有石墨(mo)質(zhi)(zhi)增碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)劑（電(dian)塊或tianran石墨(mo)、類石墨(mo)）和(he)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)質(zhi)(zhi)增碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)劑（如(ru)冶金焦）。電(dian)質(zhi)(zhi)地(di)純，灰(hui)分<0.5，S、N含量只有0.1。選用tianran石墨(mo)和(he)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)質(zhi)(zhi)增碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)劑時(shi)，應 別關注其灰(hui)分，S和(he)N量，并防止受潮(chao)。增碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)劑的(de)吸(xi)收(shou)率，爐底加入（裝料）時(shi)為65~70，鏡面加入時(shi)為75~80。在一(yi)定(ding)程(cheng)度上，回收(shou)率隨處理溫度的(de)提高而(er)增加，但(dan)高于平衡(heng)溫度后，因(yin)部分碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)消(xiao)耗于反應（SiO2）+2C=[Si]+2CO，反而(er)降(jiang)低回收(shou)率。 碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)熔點為3727℃，碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)原子是通過(guo)溶解和(he)擴(kuo)散方式(shi)進入鐵液的(de)，因(yin)此增碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)劑的(de)粒(li)度和(he)熔池的(de)攪拌對于增碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)過(guo)程(cheng) 重要。
三(san) 爐前處理(li)
1． 脫硫
鐵(tie)液脫(tuo)硫(liu)可(ke)(ke)減少(shao)球化劑(ji)用(yong)量(liang)(liang)和(he)鑄件中硫(liu)化物(wu)夾(jia)渣的數量(liang)(liang)。發(fa)達(da) 球鐵(tie)生產(chan)幾乎(hu)全部(bu)采用(yong)脫(tuo)硫(liu)工(gong)藝，要求脫(tuo)硫(liu)后S≤0.01，我國條(tiao)件下(xia)，目(mu)標位為S≤0.02，錫柴(chai)和(he)常(chang)柴(chai)可(ke)(ke)達(da)到S≤0.015。
包(bao)底Na2CO3沖入(ru)法(fa)處理(li)，方(fang)法(fa)簡便但脫(tuo)硫率低(di)，效果不穩(wen)定(ding)，處理(li)時(shi)煙(yan)塵污染環境，對咽(yan)喉有刺激性。在規模(mo)生產的球鐵車間，宜將脫(tuo)硫劑置(zhi)于(yu)液面，采(cai)用(yong)機械攪拌法(fa)、搖包(bao)法(fa)或(huo)氣動攪拌法(fa)進行脫(tuo)硫。其中氣動法(fa)較為簡單，動力(li)消耗(hao)少，為流(liu)行。氣動脫(tuo)硫裝置(zhi)可設于(yu)前(qian)爐上(shang)游，進行連續(xu)脫(tuo)硫，亦(yi)可在爐前(qian)單包(bao)間斷脫(tuo)硫。
2． 除渣(zha)
除(chu)渣(zha)(zha)過程可在包中或感應爐內(nei)進(jin)行。將(jiang)除(chu)渣(zha)(zha)劑(ji)(ji)（聚渣(zha)(zha)劑(ji)(ji)）撒于液(ye)面即時形成一熔融(rong)(rong)層(ceng)，起(qi)覆蓋(gai)和聚渣(zha)(zha)作用。除(chu)渣(zha)(zha)劑(ji)(ji)受熱膨化，在熔融(rong)(rong)層(ceng)中產生許多小孔，起(qi)良好的保溫作用。
除渣(zha)劑分低、中(zhong)(zhong)、高三檔。由原礦(kuang)經簡單破碎、過篩的(de)產(chan)品屬于(yu)低檔，各省均產(chan)。現(xian)已不被鑄造(zao)廠看好。中(zhong)(zhong)檔除渣(zha)劑對原礦(kuang)有所選(xuan)擇，增加(jia)了水洗等工(gong)序(xu)，能(neng)滿(man)足(zu)鑄件(jian)的(de)基本要求，為多數(shu)工(gong)廠接(jie)受。進口的(de)除渣(zha)劑，選(xuan)礦(kuang)源，加(jia)工(gong)工(gong)序(xu)有別(bie)于(yu)一般(ban)。該(gai)產(chan)品撒于(yu)液面即迅速散布，覆蓋整(zheng)(zheng)個(ge)液面，除渣(zha)能(neng)力超卓，用量少，不粘爐襯與澆包(bao)，用棍即可將熔融渣(zha)層整(zheng)(zheng)體挑起，清渣(zha)方便，近三年來(lai)已開始受國內業(ye)界的(de)重視。
3． 球(qiu)化
球(qiu)(qiu)化處理仍以包內沖入法(fa)為(wei)主(zhu)。選用(yong)球(qiu)(qiu)化劑需視(shi)熔爐(lu)(lu)、出鐵(tie)溫度(du)，脫(tuo)硫與否和(he)球(qiu)(qiu)鐵(tie)類型等(deng)而(er)定(ding)(ding)。一般(ban)而(er)言，沖天爐(lu)(lu)鐵(tie)液選用(yong)Mg7~9，RE3~7的球(qiu)(qiu)化劑，感應(ying)爐(lu)(lu)鐵(tie)液選用(yong)低Mg（5~6），低RE（1.5~2.5）球(qiu)(qiu)化劑，亦(yi)有的廠仍用(yong)Mg8RE3球(qiu)(qiu)化劑。/T9228-1999標準，對(dui)Mg 和(he)RE的成(cheng)分(fen)(fen)范圍偏(pian)差規定(ding)(ding)為(wei)±1，有些廠標已縮小為(wei)±0.5，對(dui)Ca、Al等(deng)亦(yi)有明確規定(ding)(ding)。球(qiu)(qiu)化劑質(zhi)量(liang)(liang)中(zhong)，應(ying)重(zhong)視(shi)MgO含量(liang)(liang)、成(cheng)分(fen)(fen)的偏(pian)析程度(du)以及(ji)粒度(du)的集中(zhong)度(du)。凡(fan)是粒度(du)不勻，粉末多，色澤發(fa)暗的球(qiu)(qiu)化劑不宜選用(yong)。
原(yuan)則上(shang)(shang)，只要(yao)掌握好鐵(tie)(tie)液(ye)的(de)(de)(de)化(hua)學成(cheng)分(fen)和(he)(he)孕(yun)(yun)育環(huan)節，采(cai)用上(shang)(shang)述(shu)球(qiu)化(hua)劑即可生產鑄(zhu)態(tai)球(qiu)鐵(tie)(tie)。但亦有(you)工廠采(cai)用鑄(zhu)態(tai)球(qiu)鐵(tie)(tie)用球(qiu)化(hua)劑。一般，在(zai)(zai)鑄(zhu)態(tai)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)球(qiu)化(hua)劑中(zhong)含(han)有(you)Ba和(he)(he)Bi，在(zai)(zai)鑄(zhu)態(tai)珠(zhu)光體(ti)球(qiu)化(hua)劑中(zhong)含(han)有(you)Ba和(he)(he)Sb，但對于QT700-2以上(shang)(shang)的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)要(yao)曲軸類鑄(zhu)件，不(bu)(bu)推(tui)薦使用含(han)Sb球(qiu)化(hua)劑，此時應通過調整Cu、Mo等(deng)的(de)(de)(de)含(han)量來控制基體(ti)。指出(chu)，不(bu)(bu)管是否采(cai)用鑄(zhu)態(tai)球(qiu)化(hua)劑，孕(yun)(yun)育永遠是不(bu)(bu)可忽視的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)要(yao)環(huan)節。
4． 孕育
孕(yun)育是提(ti)升鑄鐵質量的重要環節。經過十(shi)多年的努力，我國孕(yun)育劑基(ji)本實現了系列化和商品化。
5．合金化
鑄(zhu)鐵(tie)(tie)常用的合(he)(he)(he)金(jin)(jin)元素有Si、Mn、Cu、Cr、Mo、Ni、Sn、Sb、V、Ti、P等。其(qi)中Si、Mn、Cr、Mo、P以鐵(tie)(tie)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)形(xing)式(shi)加(jia)(jia)入，Cu、Ni、Sb、Sn以金(jin)(jin)屬形(xing)式(shi)加(jia)(jia)入，V、Ti以鐵(tie)(tie)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)或VTi生(sheng)鐵(tie)(tie)形(xing)式(shi)加(jia)(jia)入。加(jia)(jia)入時機在(zai)爐(lu)(lu)(lu)后（沖天爐(lu)(lu)(lu)）、爐(lu)(lu)(lu)內(nei)（感應爐(lu)(lu)(lu)）還是爐(lu)(lu)(lu)前，需視它們的熔點、氧化性(xing)和密度等而定。為了便(bian)于高熔點鐵(tie)(tie)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的熔吸，除(chu)控制粒度外，采用發(fa)熱合(he)(he)(he)金(jin)(jin)劑或喂絲加(jia)(jia)入法是比較理想的措施。
四(si) 過(guo)濾
金屬過(guo)濾(lv)(lv)技術在工業(ye)發達 應用較為(wei)普(pu)遍。實踐證明(ming)，關鍵(jian)機(ji)件的(de)失(shi)效(xiao)不完全(quan)在于試棒(bang)力學性(xing)能的(de)高低，而是三維(wei)(wei)柔性(xing)焊接(jie)平臺鑄件內部的(de)健全(quan)程度。因此，單純追求(qiu)金相組織(zhi)的(de)是不的(de)。走訪過(guo)的(de)工廠，其品牌(pai)產(chan)品無(wu)不重視過(guo)濾(lv)(lv)的(de)后一(yi)關。一(yi)般小件采用纖維(wei)(wei)過(guo)濾(lv)(lv)網，過(guo)流量(liang)大或重要件采用蜂(feng)窩陶瓷過(guo)濾(lv)(lv)片或泡沫陶瓷過(guo)濾(lv)(lv)片。
