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铸造产品结构的升级换代 与高端铸件的研制与发展(2)

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  • 发布时间:2014-12-10
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【概要描述】国内一些铸造企业在由原来生产低端产品往生产质量要求极其严格的高端铸件转变时,往往心浮气躁,总想找到什么“诀窍”一蹴而就,这样做的结果通常会导致失败。大量的实践证明,要生产高质量、高稳定性的铸件,必须在共性的基础技术上狠下功夫,这些共性的基础技术就是做到优质熔炼、优质原铁液、优质炉前处理和对每道工序进行严格控制。

铸造产品结构的升级换代 与高端铸件的研制与发展(2)

【概要描述】国内一些铸造企业在由原来生产低端产品往生产质量要求极其严格的高端铸件转变时,往往心浮气躁,总想找到什么“诀窍”一蹴而就,这样做的结果通常会导致失败。大量的实践证明,要生产高质量、高稳定性的铸件,必须在共性的基础技术上狠下功夫,这些共性的基础技术就是做到优质熔炼、优质原铁液、优质炉前处理和对每道工序进行严格控制。

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二、高端铸件的共性基础技术

国内一些铸造企业在由原来生产低端产品往生产质量要求极其严格的高端铸件转变时,往往心浮气躁,总想找到什么“诀窍”一蹴而就,这样做的结果通常会导致失败。大量的实践证明,要生产高质量、高稳定性的铸件,必须在共性的基础技术上狠下功夫,这些共性的基础技术就是做到优质熔炼、优质原铁液、优质炉前处理和对每道工序进行严格控制。

图15为江苏吉鑫的质量控制图,表3为其对大断面风电铸件的质量控制情况。管理上的细致入微与操作上的一丝不苟,以及严格的过程控制是高端铸件质量稳定性的保证,北京菲美得在由生产低端的配重产品转向生产高端球墨铸铁方面的做法值得参考(见表4)。他们把产品质量放在第一位,操作要做到一丝不苟;管理要从原材料开始,各道工序皆有标准与操作要点;产品质量要经过一系列的检测;把熔炼参数,成分含量,性能指标,金相组织等控制在一个较窄的范围内;性能检测不仅要有单铸试样,附铸试样,还要有本体试样;铸件质量不仅要性能合格,还要十分稳定。

大多数铸造企业不是不知道这些,只是在研制与生产高端铸件时,能接受这些观念吗?在执行时,能用这样的观念来指导生产吗?成年累月生产时,能一丝不苟地坚持执行吗?

端铸

图15 江苏吉鑫铸造生产质量控制图

表3 江苏吉鑫大断面风电球铁铸件工艺参数控制情况

序号

项目

控制内容

1

原材料

控制

生铁

1、化学成分要求低P、低S、低Mn、低Ti,并分别要求(%)<0.035、<0.025、<0.10、<0.030

2、11种微量元素之和<0.06%

3、对11种微量元素中每个元素的最大量

4、反球化指数K1<1

5、球化体指数Px<0.6

废钢

采用优质铁素钢,严格限制Ti、V、Cr、Sn、Pb、B、Sb、Mo等元素

2

化学成分控制

C、Si

3.5%<C<3.8%,1.8%<Si<2.4%

Mn、P、S

Mn<0.25%,P<0.035%,0.005%<S<0.010%

Re

0.010%<Re<0.020%

3

球化剂

采用低稀土球化剂

4

球化

球化采用三明治式工艺

采用多包同时球化,防止球化衰退

5

孕育

采用多次孕育:出铁槽孕育,包内孕育,浇注时采用孕育块与随流孕育相结合的孕育工艺

6

微量合金化

加微量Sb,并控制≥1.2

7

预处理

加入预处理剂,控制铁液的S、O含量,增加石墨球数,提高球化率

8

铸造工艺

1、采用冷铁与石墨砖相结合的冷却方式,缩短大断面球铁的凝固时间

2、优化浇注系统工艺,大流量、快速、平稳、入口临界速度<0.5m/s,避免二次夹渣

9

检测

轮毂、底座、轴承座、主轴等主要铸件100%超声波探伤与磁粉探伤,收集大量典型缺陷和特殊缺陷进行解剖、分析、积累经验、完善探伤的质量控制体系

表4 北京菲美得在产品升级换代中的质量改进工作

序号

项目

主要内容

1

质量观念的改变

强化质量观念,达成高质量高稳定性是生产高端铸件重要标志的共识。

2

组织专门的研制小组

由领导、技术人员、采购人员、管理人员、操作班组长组成, 方案与措施一通到底、不打折扣。

3

配置了一整套检测设备与仪器

三坐标铸件检测仪,三坐标机加工件检测仪,材料机械性能检测仪,材料低温冲击测量仪,超声波无损探伤,磁粉探伤,直读光谱仪等

4

质量管理

请常州华德公司的质量管理人员与IRIS公司相关人员来本单位进行严格的质量整顿工作;建立并通过ISO 9001与ISO 14001质量与环境体系认证。

5

培训

对全体人员进行岗位培训,其中骨干人员送高校培训

6

改进与提高基础技术

1)采用高纯生铁

2)采用优质废钢

3)采用优质增碳剂

4)回炉料需经抛丸清理

熔炼

采用高温静置的优质熔炼工艺;铁液温度在1500~1530℃,静置8~10min

球化

采用盖包球化工艺,球化良好,球化剂加入量少,球化稳定,环境改善

孕育

采用倒包孕育+随流孕育,效果良好

正是由于在质量管理与基础技术方面做了大量扎实的工作,菲美得在研制与生产高端球铁件方面取得了较好的结果,见表5~7和图16~19。而国内一些企业在原材料质量、铁液温度、成分控制、球化工艺、孕育工艺等基础技术方面都未控制到位,怎么能生产出高端铸件呢?

表5 菲美得生产的QT400-18AL铸件的性能

日 期

热处理前后树脂砂单铸与V法附铸试样的冲击值/J

树脂砂单铸试样

V法附铸试样

-60℃

0℃

-20℃

-40℃

-50℃

-60℃

-60℃

-60℃

2013.2.25

9.2

15.8

15.7

15.7

15.4

14.2

10.2

13

2013.2.27

10.3

16

15.6

15.4

14.7

14.4

7.9

14.1

平均值

9.75

15.9

15.65

15.55

15.05

14.3

9.05

13.55

表6 菲美得生产的高硅球铁的性能

材料牌号

Rm/MPa

Rp0.2/MPa

A(%)

硬度

(HBW)

常温

冲击值/J

-20℃

冲击值/J

QT450-18

490

373

22

203

5.8

3.4

QT500-14

512

410

19.5

203

3.8

2.4

QT600-10

605

484

15.5

235

2.0

1.6

表7 菲美得高疲劳强度QT800-5化学成分与性能(10炉平均值)

化学成分(%)

力学性能

C

Si

Mn

P

S

Mg

Re

Cu

Mo

抗拉强度/MPa

屈服强度/MPa

延伸率(%)

3.75

2.77

0.22

0.03

0.01

0.05

0.02

0.83

0.25

828.2

518.3

7.85

端铸端铸

 

  提高铸造企业的共性基础技术是一项细致而扎实的工作,烟台冰轮在铁液温度上走过的路程就充分说明了这一点。他们在报告中指出:“对于出炉温度的认识,我们走过了一个漫长而痛苦的过程后,才逐渐确定了较为合理的温度范围。”表8为其近年来出炉温度的变化情况。

  表8 烟台冰轮的出炉温度变化表

时间

出炉温度/℃

综合废品率

(%)

熔化废品所占比例(%)

工艺要求

实际控制

2005

>1440

1440~1470

8~12

10~15

2005~2009

>1460

1460~1490

7~10

1~3

2009~今

>1490

1490~1510

3~5

0.2~0.3

 

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