CN217709545U - 一种改善厚大液压铸件硬度差的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种改善厚大液压铸件硬度差的系统，具体涉及铸造技术领域，包括配料系统、熔炼系统、成分分析系统、预处理系统、测温系统、球化反应系统、强化孕育系统、成分取样系统、浇注系统、随流孕育系统、开箱系统和理化检测系统。本实用新型通过配料系统、熔炼系统、成分分析系统、预处理系统、测温系统、球化反应系统、强化孕育系统、成分取样系统、浇注系统、随流孕育系统、开箱系统和理化检测系统，消除了回炉料的遗传性、解决电炉铁水石墨核心烧损、强化孕育以及低合金的方式，使零厚大液压铸件的厚大面硬度差减小，改善效果明显，稳定性较强。
Description
技术领域
本实用新型涉及铸造技术领域，具体涉及一种改善厚大液压铸件硬度差的系统。
背景技术
厚大断面球墨铸铁一般指壁厚大于75mm的球铁件。近年来，厚大断面球墨铸铁件的应用领域日益广泛，对其质量要求更加严格。但由于厚大断面转件的凝固时间较长、冷却速度缓慢，铸件通常在厚壁中心或热节处出现变异石墨、石墨球数少、组织粗大、晶间碳化物和石墨漂浮等现象，造成机械性能：韧性、加工性能严重下降。迄今为止，仍缺乏有效的手段研究其凝固过程和石墨形态，质量把控较难。
对于厚大断面球铁而言，质量不良的关键问题是石墨变异，即出现碎块状石墨。在生产过程中，为保证铸件材质具备良好的机械性能，需要在铁水浇注过程中添加孕育剂，添加方式有多种形式，其中随流孕育是最有效的形式。随流孕育法可以有效地控制孕育剂在铁液中分布的均匀性。炉内预处理工艺与孕育工艺联合使用，是一种复合强化孕育工艺。
在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种改善厚大液压铸件硬度差的系统，通过预处理工艺、三级孕育工艺和合金化处理，解决了厚大液压铸件硬度差偏大的问题。
为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种改善厚大液压铸件硬度差的系统，包括配料系统、熔炼系统、成分分析系统、预处理系统、测温系统、球化反应系统、强化孕育系统、成分取样系统、浇注系统、随流孕育系统、开箱系统和理化检测系统；
所述熔炼系统连接在配料系统输出端，所述成分分析系统设在熔炼系统输出端，所述预处理系统连接在成分分析系统输出端，所述测温系统设在预处理系统输出端，所述球化反应系统连接在测温系统输出端，所述强化孕育系统连接在球化反应系统输出端，所述成分取样系统输入端与强化孕育系统输出端连接，所述浇注系统设在成分取样系统输出端，所述随流孕育系统的输入端与浇注系统输出端连接，所述开箱系统连接在随流孕育系统输出端，所述开箱系统输出端与理化检测系统输入端连接；
所述配料系统用于称取废钢、回炉料、生铁作为原料；所述熔炼系统使用中频感应电炉熔炼原料；所述成分分析系统用于对熔炼后原水中C、S、Si以及合金元素进行成分分析；所述预处理系统在出铁前加入预处理剂对铁水做预处理；所述测温系统用于测量电炉铁水出铁温度；所述球化反应系统用于铁水在专用球化包内进行球化反应，同时进行一次孕育与铁水的合金化处理；所述强化孕育系统用于球化反应后的铁水转到浇注包内进行浇注，同时进行二次孕育；所述成分取样系统用于对铁水二次孕育后对其进行成分取样分析，随后进行测量浇注起包温度；所述浇注系统用于处理后的铁水浇注到砂型内，浇注机附带随流孕育系统进行第三次孕育，即随流孕育；所述开箱系统用于产品浇注后经过一段时间后使砂型脱落漏出铸件；所述理化检测系统用于对产品下线冷却后随机取样，对其硬度、强度、金相做出检测结果。
优选的，所述配料系统包括40%压块废钢、20%“QT450-10”回炉料、40%进口南非生铁，有效消除回炉中带来的遗传性，降低了铁水的缩松倾向，降低产品出现异常石墨的概率。
优选的，所述成分分析系统使用美国LECO CS744碳硫分析仪和ARL3460光谱仪。
优选的，所述预处理系统步骤为球化反应前5-10min向炉中加入0.1%的预处理剂，预处理剂中SiC为含量88-98%，SiC在炉中有效时间为40min。
优选的，所述测温系统使用热电偶测温仪对铁水表面温度进行测量，观测铁水是否满足1490-1470℃的出炉温度。
优选的，所述球化反应系统中使用传统的“三明治”球化法进行球化，球化剂使用QRMg6RE2球化剂，粒度5-25mm，一次孕育使用的孕育剂为75#FeSi孕育剂，粒度3-8mm，合金化处理的合金为含量98%的Ni，Ni元素的固溶强化作用也会使基体的脆性降低，所以QT450-10牌号的球铁中镍含量不能超过0.2%，否则铸件的延伸率会大幅降低；球化包包括球化反应坑，所述球化反应坑顶端设有浇包盖，所述球化反应坑内部设有球化包堤坝，所述球化反应坑内部设有球化包横梁，所述球化包横梁延伸出球化反应坑顶端。
优选的，所述强化孕育系统使用的浇注包为FCMX-II水平造型线专用浇注包，二次孕育使用的孕育剂为75#FeSrSi孕育剂，粒度2-7mm；浇注包包括浇注坑以及设在浇注坑顶端的浇注包盖，所述浇注坑内部设有浇注包横梁且浇注包横梁延伸出浇注坑顶端。
优选的，所述随流孕育系统使用浇注机上的随流孕育装置，使用的孕育剂为75#FeSi孕育剂，粒度0.3-1mm；随流孕育装置包括装置箱，孕育剂放置在装置箱中，所述装置箱顶端内壁固定设有孕育剂过滤筛网，所述装置箱底端连通有空压机气管，所述装置箱底端连通有孕育剂出管。通过三级孕育，可以大大降级孕育效果衰退、强化基体中的铁素体组织，消除碳化物对球铁凝固的影响、提高球铁的石墨球数、球化率，从而降低了厚大液压铸件的硬度差。
优选的，所述开箱系统中铸件在砂型内保温4h-5h，然后经过滚筒进行砂型分离。
在上述技术方案中，本实用新型提供的技术效果和优点：
1、本实用新型的配料为20%回炉料，40%废钢，40%生铁，可以有效消除回炉中带来的遗传性，降低了铁水的缩松倾向，降低产品出现异常石墨的概率。
2、本实用新型的预处理系统，在成分调整完毕后，出球化反应前5-10min向炉中加入0.1%的预处理剂88-90%的SiC，提前对铁水进行孕育处理，SiC的孕育效果可以增加电炉铁水中的形核质点、从而提高球铁的石墨球数，改善球铁的凝固方式，减小厚大液压件的硬度差，SiC在炉中有效时间为40min，不必担心预处理效果失效的问题。
3、本实用新型的孕育工艺：一次孕育、二次孕育、随流孕育，与常规生产的一次孕育量相同，但是通过三级孕育，可以大大降级孕育效果衰退、强化基体中的铁素体组织，消除碳化物对球铁凝固的影响、提高球铁的石墨球数、球化率，从而降低了厚大液压铸件的硬度差。
4、本实用新型的合金化处理：由于Ni元素固溶于铁素体基体中，对基体起到固溶强化的作用，通过添加0.1-0.2%的Ni，可以使铁素体的强度逐步提升，从而达到降低厚大液压铸件硬度差的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的系统图；
图2为本实用新型的球化包结构图；
图3为本实用新型的浇筑包结构图；
图4为本实用新型的随流孕育结构图；
图5为本实用新型的三明治球化法图；
图6为厚大液压铸件609074三维图；
图7为厚大液压铸件609074的金相对比图。
附图标记说明：
1配料系统、2熔炼系统、3成分分析系统、4预处理系统、5测温系统、6球化反应系统、7强化孕育系统、8成分取样系统、9浇注系统、10随流孕育系统、11开箱系统、12理化检测系统、61球化反应坑、62浇包盖、63球化包堤坝、64球化包横梁、71浇注包盖、72浇注包横梁、73浇注坑、孕育剂过滤筛网101、102装置箱、103空压机气管、104孕育剂出管。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。
本实用新型提供了如图1-6所示的一种改善厚大液压铸件硬度差的系统，包括配料系统1、熔炼系统2、成分分析系统3、预处理系统4、测温系统5、球化反应系统6、强化孕育系统7、成分取样系统8、浇注系统9、随流孕育系统10、开箱系统11和理化检测系统12。
所述熔炼系统2连接在配料系统1输出端，所述成分分析系统3设在熔炼系统2输出端，所述预处理系统4连接在成分分析系统3输出端，所述测温系统5设在预处理系统4输出端，所述球化反应系统6连接在测温系统5输出端，所述强化孕育系统7连接在球化反应系统6输出端，所述成分取样系统8输入端与强化孕育系统7输出端连接，所述浇注系统9设在成分取样系统8输出端，所述随流孕育系统10的输入端与浇注系统9输出端连接，所述开箱系统11连接在随流孕育系统10输出端，所述开箱系统11输出端与理化检测系统12输入端连接。
所述配料系统1用于称取废钢、回炉料、生铁作为原料，所述配料系统1包括40%废钢、20%回炉料、40%生铁，所述废钢为压块废钢，回炉料为QT450-10的回炉料，可以有效消除回炉中带来的遗传性，降低了铁水的缩松倾向，降低产品出现异常石墨的概率。
所述熔炼系统2使用中频感应电炉熔炼原料。
所述成分分析系统3用于对熔炼后原水中C、S、Si以及合金元素进行成分分析，所述成分分析系统3使用碳硫分析仪和光谱仪。
所述预处理系统4在出铁前加入预处理剂对铁水做预处理，所述预处理系统4步骤为球化反应前5-10min向炉中加入0.1%的预处理剂，预处理剂中SiC为含量88-98%，SiC在炉中有效时间为40min。
所述测温系统5用于测量电炉铁水出铁温度，所述测温系统5使用热电偶测温仪对铁水表面温度进行测量，观测铁水是否满足1490-1470℃的出炉温度。
所述球化反应系统6用于铁水在专用球化包内进行球化反应，同时进行一次孕育与铁水的合金化处理，所述球化反应系统6中使用传统的“三明治”球化法进行球化，球化剂使用QRMg6RE2球化剂，粒度5-25mm，一次孕育使用的孕育剂为75#FeSi孕育剂，粒度3-8mm，合金化处理的合金为含量98%的Ni；球化包包括球化反应坑61，所述球化反应坑61顶端设有浇包盖62，所述球化反应坑61内部设有球化包堤坝63，所述球化反应坑61内部设有球化包横梁64，所述球化包横梁64延伸出球化反应坑61顶端。
所述强化孕育系统7用于球化反应后的铁水转到浇注包内进行浇注，同时进行二次孕育，所述强化孕育系统7使用的浇注包为FCMX-II水平造型线专用浇注包，二次孕育使用的孕育剂为75#FeSrSi孕育剂，粒度2-7mm；浇注包包括浇注坑73以及设在浇注坑73顶端的浇注包盖71，所述浇注坑73内部设有浇注包横梁72且浇注包横梁72延伸出浇注坑73顶端。
所述成分取样系统8用于对铁水二次孕育后对其进行成分取样分析，随后进行测量浇注起包温度。
所述浇注系统9用于处理后的铁水浇注到砂型内，浇注机附带随流孕育系统10进行第三次孕育，即随流孕育。
所述开箱系统11用于产品浇注后经过一段时间后使砂型脱落漏出铸件，所述随流孕育系统10使用浇注机上的随流孕育装置，使用的孕育剂为75#FeSi孕育剂，粒度0.3-1mm；随流孕育装置包括装置箱102，孕育剂放置在装置箱102中，所述装置箱102顶端内壁固定设有孕育剂过滤筛网101，所述装置箱102底端连通有空压机气管103，所述装置箱102底端连通有孕育剂出管104。
所述理化检测系统12用于对产品下线冷却后随机取样，对其硬度、强度、金相做出检测结果。
所述开箱系统11中铸件在砂型内保温4h-5h，然后经过滚筒进行砂型分离。
本实用新型首先通过中频感应电炉对铁水进行熔炼铁水熔炼，待铁水熔炼后，对其进行取样分析，LECO CS744碳硫分析仪对C、S元素进行分析，ARL3460光谱仪对Si等元素进行分析，根据分析结果与产品的《熔炼作业指导书》进行对照，如果符合标准要求，则进行下一序，反之进行调整，待铁水成分合格后，对炉内铁水进行测温，温度范围1470-1490℃，添加0.1%预处理剂—SiC对铁水进行预处理工艺，SiC融入铁水中后，开始进行下一序。
球化包内的球化剂、一次孕育剂和合金元素Ni的添加方式如图5“三明治”法添加，出铁500kg±10kg后转运至sinto FCMX-II 水平造型线专用浇注包附近，浇注包内底投入二次孕育剂，将球化包内铁水转入浇注包内，同时进行二次孕育处理。
二次孕育后，迅速对铁水进行除渣、测温、取样分析。铁水达到规定浇注温度—1390-1340℃后，开始浇注，浇注过程中，随流孕育装置开始对铁水进行随流孕育—三次孕育，产品浇注后开始计时，在浇注后4-5h后对产品进行开箱工序，产品开箱后，按常规清理工序流转，对每批次的产品进行取样分析，并做记录对比。
表1为厚大液压件609074的25次实验结果图
本实用新型的配料系统1、熔炼系统2、成分分析系统3、预处理系统4、测温系统5、球化反应系统6、强化孕育系统7、成分取样系统8、浇注系统9、随流孕育系统10、开箱系统11和理化检测系统12，消除了回炉料的遗传性、解决电炉铁水石墨核心烧损、强化孕育以及低合金的方式，使零件号：609074，单重25.10kg的产品厚大面硬度差由40-55缩短到15-20，改善效果明显，稳定性较强。
以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。
Claims (8)
1.一种改善厚大液压铸件硬度差的系统，其特征在于：包括配料系统（1）、熔炼系统（2）、成分分析系统（3）、预处理系统（4）、测温系统（5）、球化反应系统（6）、强化孕育系统（7）、成分取样系统（8）、浇注系统（9）、随流孕育系统（10）、开箱系统（11）和理化检测系统（12）；
所述熔炼系统（2）连接在配料系统（1）输出端，所述成分分析系统（3）设在熔炼系统（2）输出端，所述预处理系统（4）连接在成分分析系统（3）输出端，所述测温系统（5）设在预处理系统（4）输出端，所述球化反应系统（6）连接在测温系统（5）输出端，所述强化孕育系统（7）连接在球化反应系统（6）输出端，所述成分取样系统（8）输入端与强化孕育系统（7）输出端连接，所述浇注系统（9）设在成分取样系统（8）输出端，所述随流孕育系统（10）的输入端与浇注系统（9）输出端连接，所述开箱系统（11）连接在随流孕育系统（10）输出端，所述开箱系统（11）输出端与理化检测系统（12）输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种改善厚大液压铸件硬度差的系统，其特征在于：所述熔炼系统（2）为中频感应电炉。
3.根据权利要求1所述的一种改善厚大液压铸件硬度差的系统，其特征在于：所述成分分析系统（3）为碳硫分析仪和光谱仪。
4.根据权利要求1所述的一种改善厚大液压铸件硬度差的系统，其特征在于：所述测温系统（5）为热电偶测温仪。
5.根据权利要求1所述的一种改善厚大液压铸件硬度差的系统，其特征在于：所述球化反应系统（6）为球化包，球化包包括球化反应坑（61），所述球化反应坑（61）顶端设有浇包盖（62），所述球化反应坑（61）内部设有球化包堤坝（63），所述球化反应坑（61）内部设有球化包横梁（64），所述球化包横梁（64）延伸出球化反应坑（61）顶端。
6.根据权利要求1所述的一种改善厚大液压铸件硬度差的系统，其特征在于：所述强化孕育系统（7）为FCMX-II水平造型线专用浇注包，浇注包包括浇注坑（73）以及设在浇注坑（73）顶端的浇注包盖（71），所述浇注坑（73）内部设有浇注包横梁（72）且浇注包横梁（72）延伸出浇注坑（73）顶端。
7.根据权利要求1所述的一种改善厚大液压铸件硬度差的系统，其特征在于：所述随流孕育系统（10）为浇注机上的随流孕育装置，随流孕育装置包括装置箱（102），孕育剂放置在装置箱（102）中，所述装置箱（102）顶端内壁固定设有孕育剂过滤筛网（101），所述装置箱（102）底端连通有空压机气管（103），所述装置箱（102）底端连通有孕育剂出管（104）。
8.根据权利要求1所述的一种改善厚大液压铸件硬度差的系统，其特征在于：所述浇注系统（9）为砂型。
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| CN202123323197.7U Active CN217709545U (zh) | 2021-12-28 | 2021-12-28 | 一种改善厚大液压铸件硬度差的系统 |
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-
2021
- 2021-12-28 CN CN202123323197.7U patent/CN217709545U/zh active Active
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