球墨铸铁孕育处理优化控制方法研究

发布时间：2017-05-10 05:07

  本文关键词：球墨铸铁孕育处理优化控制方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：球墨铸铁是工业上常用的重要金属材料之一，其在生产、生活中的应用也变得越来越广泛，铸造和冶金工业方面的研究人员对于球墨铸铁铸件的质量愈加关注。球墨铸铁在熔炼过程中需要进行球化处理和孕育处理等工艺流程，其中孕育处理工艺流程是影响球墨铸铁件质量的重要因素，因此，开展球墨铸铁孕育处理过程优化控制方法的研究对于控制球墨铸铁铸件质量有重要意义。 本文对孕育处理工艺和金属熔体凝固过程进行深入研究。以热分析法为实验和理论基础，分析球墨铸铁熔体在凝固冷却过程中与孕育处理效果有关的重要合金参数，结合测控技术设计了一套孕育处理优化控制系统。该系统由三大板块组成，分别是原铁水熔炼板块，孕育处理优化控制板块和随流孕育板块。孕育处理优化控制板块是该系统的核心内容，是具有人机交互界面的，能实时检测铁水状态并且对铁水状态进行动态调控的智能化板块。该板块由三部分组成，，分别是计算机，测控单元和喂丝设备。测控单元包括恒流源电路、模拟量输入通道、接口转换器、热分析样杯的相关硬件部分以及具有人机交互界面的软件部分。人机交互界面是利用Microsoft Visual Basic6.0编写的可执行程序，包括原铁水冶金状态评价单元、孕育处理效果优化控制单元和随流孕育单元，可以显示铁水中重要合金元素含量和热分析冷却曲线以及相关的特征值温度。该系统还具有历史记录查看功能、合金参数添加功能、检测报告生成功能以及手动控制喂丝设备和随流孕育装置的功能。 利用孕育处理优化控制系统对不同牌号的球墨铸铁的生产过程进行应用试验。试验结果表明，经过本系统优化调控后的铁水状态适宜进行浇铸，孕育处理效果得到改善，组织中石墨球数量增多，铸件晶粒得到细化，铸件力学性能提高，废品率降低。
【关键词】：球墨铸铁 孕育处理 热分析 优化控制
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TG255
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 课题的来源及意义11
• 1.2 球墨铸铁国内外研究与应用现状11-13
• 1.2.1 球墨铸铁研究成果12
• 1.2.2 球墨铸铁的应用12-13
• 1.3 球墨铸铁孕育处理工艺13-14
• 1.3.1 球墨铸铁常用孕育剂类型13-14
• 1.3.2 球墨铸铁孕育剂加入方法14
• 1.4 球墨铸铁孕育处理效果评价方法研究及应用现状14-16
• 1.4.1 金相检验15
• 1.4.2 热分析法15-16
• 1.4.3 神经网络人工智能技术分析法16
• 1.5 课题主要研究内容16-17
• 第2章 孕育处理优化控制方法研究17-32
• 2.1 石墨球形核与结构分析17-18
• 2.1.1 石墨球形核机理17
• 2.1.2 球状石墨的结构17-18
• 2.2 球墨铸铁熔体结构分析18-23
• 2.2.1 合金熔体结构18-19
• 2.2.2 液态合金重要物理参数19-21
• 2.2.3 孕育处理与液态合金形核21-23
• 2.3 孕育处理优化控制路径设计23
• 2.4 熔体冶金状态评价方法23-28
• 2.4.1 原铁水冶金状态评价23-25
• 2.4.2 过冷度评价孕育效果25-27
• 2.4.3 活性硅含量评价孕育效果27
• 2.4.4 建立数字化模型27-28
• 2.5 孕育剂加入量的控制方法28-31
• 2.5.1 孕育剂种类的选用29-30
• 2.5.2 随流孕育30-31
• 2.6 本章小结31-32
• 第3章 孕育处理优化控制系统构建32-49
• 3.1 孕育处理优化控制系统构成32
• 3.2 测控单元32-33
• 3.3 优化控制系统管理软件设计33-38
• 3.3.1 人机交互界面总体构成33-34
• 3.3.2 程序初始界面34-35
• 3.3.3 原铁水冶金状态评价界面35
• 3.3.4 孕育处理优化控制界面35-36
• 3.3.5 喂丝单元界面36-37
• 3.3.6 随流孕育界面37-38
• 3.3.7 检测报告生成界面38
• 3.4 熔体冶金状态信息输入通道设计38-44
• 3.4.1 I/O 接口的硬件设计39-41
• 3.4.2 I/O 接口的软件设计41-43
• 3.4.3 特征值识别软件设计43-44
• 3.5 热分析样杯的设计44-46
• 3.5.1 型砂的选用44-45
• 3.5.2 热电偶类型的选择45-46
• 3.6 喂丝设备46-47
• 3.7 随流孕育装置47-48
• 3.8 本章小结48-49
• 第4章 孕育处理优化控制系统应用试验49-66
• 4.1 孕育处理优化控制系统应用试验方案49
• 4.2 原铁水冶金状态评价49-51
• 4.3 孕育处理后熔体冶金状态评价51-53
• 4.4 孕育处理效果优化控制与铁水终态检测53-54
• 4.5 随流孕育54
• 4.6 金相分析54-60
• 4.7 抗拉强度检测60-63
• 4.8 扫瞄电镜分析63-65
• 4.9 本章小结65-66
• 结论66-67
• 参考文献67-70
• 致谢70

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 孟效轲;蒲远忠;刘红才;;熔炼工艺对无限冷硬轧辊石墨含量及形态的影响[J];金属加工(热加工);2015年13期

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本文编号：354055