occ蠕墨鑄鐵蠕化工藝及其生產(chǎn)控制技術(shù)的應(yīng)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(yīng)用研究 控制技術(shù)的應(yīng)用研究金勝燦，韓振中，李連杰（一汽鑄造有限公司，吉林長(zhǎng)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(dòng)機(jī)缸體（蓋）的熱門材料，越來(lái)越 多的歐美等國(guó) V 型發(fā)動(dòng)機(jī)和大馬力柴油發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)或計(jì)劃采用蠕墨鑄鐵。蠕墨鑄鐵缸體（蓋）對(duì)蠕化率有很高的要求（高于 80%），而采用傳統(tǒng)的蠕化工藝無(wú)法穩(wěn)定地批 量生產(chǎn)。國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)表明，喂絲處理

2、技術(shù)結(jié)合先進(jìn)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(guó)的 OCC 均具有這種技術(shù)，并在實(shí)際生 產(chǎn)中獲得成功應(yīng)用。筆者公司已引進(jìn) 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(fèi)，無(wú)疑會(huì)增加生產(chǎn)的復(fù)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(jià)廉，工

3、藝控制簡(jiǎn)便準(zhǔn)確，使用成 本低等特點(diǎn)，已在奔馳、曼恩（MAN）、濟(jì)南重汽等生產(chǎn)線上獲得應(yīng)用。因此，引進(jìn)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(yīng)用研究，對(duì)于加快蠕墨鑄鐵缸體（蓋）的開發(fā)速度，生產(chǎn)出具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的低成本的蠕鐵新 產(chǎn)品有重要現(xiàn)實(shí)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(gè)測(cè)量部分和一個(gè)計(jì)算控制部分組成，如圖 1 所示。測(cè)量點(diǎn) 測(cè)量點(diǎn) 1:

4、該測(cè)量點(diǎn)由熱分析樣杯基座、普通碲樣杯、測(cè)溫槍和液晶顯示板組成，用于控制熔化 爐鐵水的碳當(dāng)量（CE）和碳量。測(cè)量點(diǎn) 測(cè)量點(diǎn) 2：該測(cè)量點(diǎn)位于喂絲機(jī)附近，由獨(dú)特的熱分析樣杯基座、特制的 AccuVo 樣杯、測(cè)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(cè)量點(diǎn) 測(cè)量點(diǎn) 3：該測(cè)量點(diǎn)位于澆注工位，和測(cè)量點(diǎn) 2 相同，由獨(dú)特的熱分析樣杯基座、特制的 AccuVo 樣杯、測(cè)溫槍和液晶顯示板組成。此測(cè)量點(diǎn)主要用來(lái)評(píng)估每

5、包鐵水中鎂的衰退速率，進(jìn)而預(yù)測(cè)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(biāo)準(zhǔn)。在生產(chǎn)中此測(cè)量點(diǎn)也可以省略。圖 1 OCC 蠕鐵控制系統(tǒng)示意圖曲線識(shí)別圖 4 OCC 指數(shù)棋盤格及曲線識(shí)別在棋盤格中可以劃分出三個(gè)區(qū)域（見圖 5 ） 。（1）欠處理區(qū)：落入此區(qū)的鐵水需要補(bǔ)充處理，所需的補(bǔ)正量由軟件系統(tǒng)自動(dòng)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(wú)法進(jìn)行補(bǔ)救，此鐵水應(yīng)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(chǎng)試驗(yàn) 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn) 圖 5 三個(gè)區(qū)域試驗(yàn)采用 ABP 中頻感應(yīng)電爐（12t）熔化原鐵水，其化學(xué)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?yàn)橛眠@個(gè)變量更能準(zhǔn)確地測(cè)定 鐵水的含碳量。這個(gè)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(zhǎng)度由 OCC 蠕鐵導(dǎo)航軟件計(jì)算給出。OCC 蠕鐵導(dǎo)航軟件

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