occ蠕墨鑄鐵蠕化工藝及其生產(chǎn)控制技術(shù)的應用研究

1、OCC 蠕墨鑄鐵蠕化工藝及其生產(chǎn) 蠕墨鑄鐵蠕化工藝及其生產(chǎn)控制技術(shù)的應用研究 控制技術(shù)的應用研究金勝燦，韓振中，李連杰（一汽鑄造有限公司，吉林長春 130062）為了滿足汽車輕量化及環(huán)保要求，蠕墨鑄鐵已成為汽車發(fā)動機缸體（蓋）的熱門材料，越來越 多的歐美等國 V 型發(fā)動機和大馬力柴油發(fā)動機已經(jīng)或計劃采用蠕墨鑄鐵。蠕墨鑄鐵缸體（蓋）對蠕化率有很高的要求（高于 80%），而采用傳統(tǒng)的蠕化工藝無法穩(wěn)定地批 量生產(chǎn)。國內(nèi)外的經(jīng)驗表明，喂絲處理

2、技術(shù)結(jié)合先進的在線控制技術(shù)是穩(wěn)定地大批量生產(chǎn)蠕墨鑄鐵 缸體（蓋）的有效方法。瑞典的 SinterCast、NovaCast，德國的 OCC 均具有這種技術(shù)，并在實際生 產(chǎn)中獲得成功應用。筆者公司已引進 SinterCast 技術(shù)，但是這種技術(shù)由于使用較貴的樣杯和“兩步處 理”蠕化工藝，而且根據(jù)處理的鐵水重量還要繳納不菲的專利使用費，無疑會增加生產(chǎn)的復雜性和成 本。OCC 公司于 2004 年推出“一步法”蠕化處理工藝，具有樣杯價廉，工

3、藝控制簡便準確，使用成 本低等特點，已在奔馳、曼恩（MAN）、濟南重汽等生產(chǎn)線上獲得應用。因此，引進和消化 OCC 蠕鐵生產(chǎn)技術(shù)，開展基于其蠕化技術(shù)的蠕墨鑄鐵蠕化工藝及其生產(chǎn)控制 的應用研究，對于加快蠕墨鑄鐵缸體（蓋）的開發(fā)速度，生產(chǎn)出具有市場競爭力的低成本的蠕鐵新 產(chǎn)品有重要現(xiàn)實意義。1 OCC 蠕鐵控制系統(tǒng)的建立 蠕鐵控制系統(tǒng)的建立OCC 蠕鐵控制系統(tǒng)主要由三個測量部分和一個計算控制部分組成，如圖 1 所示。測量點 測量點 1:

4、該測量點由熱分析樣杯基座、普通碲樣杯、測溫槍和液晶顯示板組成，用于控制熔化 爐鐵水的碳當量（CE）和碳量。測量點 測量點 2：該測量點位于喂絲機附近，由獨特的熱分析樣杯基座、特制的 AccuVo 樣杯、測溫槍 和液晶顯示板組成（見圖 2），用于控制喂絲蠕化處理的質(zhì)量。測量點 測量點 3：該測量點位于澆注工位，和測量點 2 相同，由獨特的熱分析樣杯基座、特制的 AccuVo 樣杯、測溫槍和液晶顯示板組成。此測量點主要用來評估每

5、包鐵水中鎂的衰退速率，進而預測澆注 的鑄件的蠕化率，以便確保即使最后澆注的鑄件也符合蠕鐵標準。在生產(chǎn)中此測量點也可以省略。圖 1 OCC 蠕鐵控制系統(tǒng)示意圖曲線識別圖 4 OCC 指數(shù)棋盤格及曲線識別在棋盤格中可以劃分出三個區(qū)域（見圖 5 ） 。（1）欠處理區(qū)：落入此區(qū)的鐵水需要補充處理，所需的補正量由軟件系統(tǒng)自動給出。（2）過處理區(qū)：落入此區(qū)表明鐵水已經(jīng)處理過渡，無法進行補救，此鐵水應該丟棄。（3）蠕鐵區(qū)：落入此區(qū)的鐵水適合蠕

6、鐵生產(chǎn)，可以送到澆注工位澆注蠕鐵鑄件。3 現(xiàn)場試驗 現(xiàn)場試驗 圖 5 三個區(qū)域試驗采用 ABP 中頻感應電爐（12t）熔化原鐵水，其化學成分由光譜分析控制。但是鐵水的含 碳量用碲樣杯的熱分析結(jié)果控制，主要控制原鐵水的液相線溫度。因為用這個變量更能準確地測定 鐵水的含碳量。這個變量也用于其后蠕化工藝過程的控制，以便降低鐵水的收縮傾向。蠕化處理采 用澆注包喂絲處理，蠕化和孕育的喂絲長度由 OCC 蠕鐵導航軟件計算給出。OCC 蠕鐵導航軟件

7、的 取樣分析速度較快,僅需 80~90s,可以對多個澆注包連續(xù)取樣分析,滿足較快的生產(chǎn)需要。試驗中分別 作了單個澆注包處理和兩個澆注包連續(xù)處理。本次澆注試驗歷時 3 天，其中第一天為系統(tǒng)調(diào)試，此后為正式試驗，分別澆注了 6DF1（牌號 RuT300）、420（牌號 RuT300）和 66K（牌號 RuT450）三種缸蓋。鑄件澆注后，分別對每個包次的 第一箱和最后一箱鑄件的本體解剖取樣，進行金相及力學性能檢驗，取樣部位如圖 6