CN103170615A - 一种含有稀土元素的铁铸件的生产系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种含有稀土元素的铁铸件的生产系统，包括：至少一个铁原料炉前检测设备用于对铁原料进行化学成分分析、至少一个铁原料熔炉；至少一台流水线造型设备，流水线造型设备至少包括模具放置平台；依次设置有降温设备、脱模设备、清砂设备、至少一个抛丸机、回火设备以及检验设备；所述检验设备选自直读光谱仪、金相分析系统、万能材料试验机、硬度检测设备、和缺陷检测设备中的任意一种或几种组合；至少一个用于移动模具的传送装置、和/或至少一个用于移动铁原料熔炉或铁原料熔炉浇注口的传动装置。本发明提供的生产铁铸件的设备，能够实现流水线生产和精确控制，大大节约劳动力，提高了生产效率，并且产品质量得到了有效的控制和保证。

Description

一种含有稀土元素的铁铸件的生产系统

技术领域

本发明涉及一种铸造生产线系统，尤其涉及一种能够提高生产效率、节约劳动力、并且产品性能稳定的生产铁铸件的系统。

背景技术

球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，能够有效的提高铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，以及比钢更高的强度，基于其优异的性能，球磨铸铁已成功的应用于一些受力复杂、并且对强度、韧性、耐磨性要求较高的零件的生产和制造。

专利CN1600870A公开了一种球墨铸铁生产方法，采用高稀土含量（11.5%）的球化剂，球化工艺采用包底凹坑充入法，所制备的铸铁中，铝含量高达20-24；稀土成本高，较大用量的稀土，会带来产品成本的大幅上升。并且随机械制造业的迅猛发展，制作装备所用刀具规格越来越大，需求量也越来越大，并且对机型性能的要求越来越高，以往以人工地模为主较为粗糙的造型方式和单一检测设备的常规铸造模式，已无法实现能跟随机械行业飞跃式的发展、以及带来的对铸铁件材料高精密程度的要求。

为了改善铸铁的性能、生产效率、以及产品的稳定性，目前，已有大量的文献报道了生产铁铸件的方法，例如：

专利CN101649369B公开了一种使用碳化硅生产铸铁的熔炼方法，以0.5-3%的碳化硅作为增碳增硅剂，1480-1550°C熔融后，在1480-1510°C孕育，所得到的铸铁产品机型性能明显提高。

专利CN101619372A公开了一种提高球墨铸铁韧性的方法，同时使用三种孕育剂，所得产品抗拉强度为900MPa、延伸率6%。

专利CN101698895B公开了一种制备高延伸率球墨铸铁的方法，先加入生铁作为炉底料，然后在加入废钢、回炉料、增碳剂，熔融、球化、孕育，所得产品抗拉强度为460MPa、屈服强度为350MPa，废钢用量基本上为原料总量的一半，降低了原料成本。

专利CN102888484A公开了一种不使用生铁的生产高强度铸铁的方法，使用废钢与废铁作为主要原料，使用多种来源的废铁铸件，以弱化各种废铁铸件的遗传作用。

专利CN101519708B公开了一种高韧性高耐腐蚀球墨铸铁的生产方法，原料包括废钢、回炉料、增碳剂、覆盖剂等，覆盖剂将增碳剂覆盖，所得产品抗拉强度约为580MPa，延伸率约为8%。

但是，上述专利均未公开生产铁铸件所使用的系统，因此，目前仍然需要一种生产铁铸件的系统。

发明内容

针对目前缺乏生成铁铸件设备的问题，本发明提供了一种生产铁铸件的系统，能够实现流水线生产和精确控制，大大节约劳动力，并且产品质量得到了有效的控制和保证。

本发明所提供的含有稀土元素的铁铸件的生产系统，包括：

至少一个铁原料炉前检测设备用于对铁原料进行化学成分分析、至少一个铁原料熔炉；

至少一台流水线造型设备，流水线造型设备至少包括模具放置平台；在流水线造型设备之后，依次设置有降温设备、脱模设备、清砂设备、至少一个抛丸机、回火设备以及检验设备；所述检验设备选自直读光谱仪、金相分析系统、万能材料试验机、硬度检测设备、和缺陷检测设备中的任意一种或几种组合；

至少一个用于移动模具的传送装置、和/或至少一个用于移动铁原料熔炉或铁原料熔炉浇注口的传动装置。

本发明上述内容中：

所述模具包括产品成型模具、以及Y型测试棒成型模具。

所述硬度检测设备优选为布氏硬度计。

所述万能材料试验机的最大有效负荷优选为≥30吨。

所述金相分析系统优选为包括金相显微镜，还可以包括视频采集设备用于采集金相显微镜中的金相图片。

所述缺陷检测设备优选为超声波探伤仪，用于检测产品内部是否存在气孔、砂眼等缺陷。

在本发明所述生产系统的第一种优选实施例中，所述流水线造型设备还包括模具制作设备。

一般情况下，模具制作设备包括凸模制作设备和凹模制作设备（或称为外型制作设备和泥芯制作设备）、以及合模装置。

在本发明的第一种优选实施例中，所述流水线造型设备还可以包括混砂设备，用于将模具原料混合。

因此，本发明第一种优选实施例中，所述流水线造型设备还可以包括至少一个模具原料料斗、以及定量装置，用于将模具原料提供到混砂设备中。

在本发明所述生产系统的第二种优选实施例中，在翻砂和清砂设备处设置有废砂接收和回收设备，用于将废砂回收，并优选为将回收的废砂送至混砂设备中。

在本发明所述生产系统的第三种优选实施例中，还包括球化剂、接种剂、稀土元素料斗，可以是使用一个料斗，或者分别设置料斗。例如稀土元素与球化剂作为整体使用同一个料斗加料。

本发明上述的任意一种生产铁铸件的系统中，在抛丸机与回火设备之间还可以依次设置补焊、和打磨设备。

在本发明所述生产系统的第三种优选实施例中，在混砂之后设置有选砂分析设备，所述选砂分析设备，包括锤击式制样机、直读式透气性测定仪、液压强度机、红外线烘干仪、筛砂机、分别用来测定型砂的CP值、透气性、抗压强度、含水量和粒度。

在本发明所述生产系统的第四种优选实施例中，在铁原料熔炉后设置有直读光谱仪，用于检测分析熔炉中铁水的化学元素。

本发明提供的生产铁铸件的系统，可以很好的提高工作效率、节能、环保，生产出高精密的铸铁件和经严格控制检验高品质的产品出厂。大大节约劳动力和提高了生产效率，且产品质量得到了有效的控制和保证，能配套于所有机械制造业。

附图说明

图1为本发明一种实施例中生产铁铸件流程示意图。

具体实施方式

参照附图1，本发明含有稀土元素的铁铸件的生产系统及其使用方法如下：

步骤1

提供废钢、回炉料、硅铁（Fe-Si）、增碳剂。

通过炉前碳硅热分析仪检测符合化学元素配比要求后，将上述配料投入自动控制中频电炉（铁原料熔炉）中，加热融化成为铁水。

当铁水温度达到出炉温度（本实施例中为1350°C）时，当值品保会用专用的芯盒取试片，将试片打磨平整后在直读光谱仪上测试，进行化学元素分析，分析结果与材质标准对照，并将对比结果发送给电炉操作人员，调整配料以符合标准要求。

步骤2

取白砂与煤灰等模具原料置于料斗中，加水，定量后送入混砂设备进行混砂，混砂后，用锤击式制样机、直读式透气性测定仪、液压强度机、红外线烘干仪、筛砂机来测定型砂的CP值、透气性、抗压强度、含水量和粒度，满足生产要求时用来造型，否则重新配比混砂。

筛选后将模具原料输送到流水线造型机上制备模具，包括制作外型和制作泥芯（即制作凸模和凹模）；然后合模；将模具放置到模具平台上；本实施例中，可以制作多个模具，并通过第一传动装置进行输送。

第二传动装置将电炉（铁原料熔炉）传送至模具上方，电炉中的铁水浇注到模具中，同时加入球化剂、接种剂、稀土元素等，进行球化接种。同时浇注到一个特定模具中制备Y型测试棒，用于机械性能的测试。

检测符合要求后，降温脱模。

步骤3

清砂设备将脱模产品表面的砂进行清扫，清砂步骤中得到的废砂，可以通过清砂设备出设置的废砂接收设备进行接收和回收，并且通过传送装置将废砂送入混砂设备中重新进行混砂后制备模具。

吊钩旋转式抛丸机或履带式抛丸机进行抛丸，检测出现缺陷后进行补焊、打磨。

之后进行回火处理。

步骤4

回火后得到的产品进行检验：

通过直读光谱仪上测试产品化学元素含量。

通过万能材料试验机检测产品的屈服强度、拉伸强度以及延伸率等性能，通过布氏硬度计对产品硬度进行检测。

通过金相显微镜测得产品的金相结构。

采用超声波检测方法（超声波探伤仪）对本实施例中的铁铸件进行物理缺陷检查，可通过无损方法检测产品内部缩孔等缺陷。

如果检测结果不符合要求，本实施例中还可以包括将不合格产品输送至电炉的输送设备。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (8)

1.一种含有稀土元素的铁铸件的生产系统，其特征在于，包括：

至少一个铁原料炉前检测设备用于对铁原料进行化学成分分析、至少一个铁原料熔炉；

至少一台流水线造型设备，流水线造型设备至少包括模具放置平台；在流水线造型设备之后，依次设置有降温设备、脱模设备、清砂设备、至少一个抛丸机、回火设备以及检验设备；所述检验设备选自直读光谱仪、金相分析系统、万能材料试验机、硬度检测设备、和缺陷检测设备中的任意一种或几种组合；

至少一个用于移动模具的传送装置、和/或至少一个用于移动铁原料熔炉或铁原料熔炉浇注口的传动装置。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述模具包括产品成型模具、以及Y型测试棒成型模具。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述流水线造型设备还包括模具制作设备；所述模具制作设备包括凸模制作设备和凹模制作设备、以及合模装置。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述流水线造型设备还可以包括混砂设备，用于将模具原料混合。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，在混砂之后设置有选砂分析设备，所述选砂分析设备，包括锤击式制样机、直读式透气性测定仪、液压强度机、红外线烘干仪、筛砂机、分别用来测定型砂的CP值、透气性、抗压强度、含水量和粒度。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在铁原料熔炉后设置有直读光谱仪，用于检测分析熔炉中铁水的化学元素。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在抛丸机与回火设备之间还可以依次设置补焊、和打磨设备。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在翻砂和清砂设备处设置有废砂接收和回收设备，用于将废砂回收，并优选为将回收的废砂送至混砂设备中。