铁液喂丝球化过程仿真及球化处理工艺参数优化
发布时间：2020-12-08 08:28
球墨铸铁以其高的强度、塑性和韧性等力学性能特点,在汽车、风电以及高铁等工业领域应用十分广泛。我国球墨铸铁件产量逐年攀升,铸件质量和节能环保的要求也不断提高,而决定球墨铸铁质量的关键环节在于球化工艺,因此亟待发展一种更加先进的铁液球化处理生产技术。本文以QT450-10为研究对象,采用喂丝球化/孕育技术对原铁液进行球化和孕育处理,通过喂丝球化过程仿真模拟和人工插入法实验,从理论和实践两方面全面了解了喂丝球化过程的传热特性和熔爆特性。同时探索了喂丝球化工艺参数、包芯线种类和含镁量对球铁中镁的吸收率、微观组织和力学性能的影响规律。结果表明:通过人工插入法和仿真模拟,获得了不同温度区间对应的熔爆深度Hm和喂丝速度V的特性曲线。当铁液温度一定时,随着喂丝速度的增加,包芯线熔爆深度增大;当喂丝速度一定时,随着铁液温度的增大,包芯线熔爆深度减少。合金芯料中镁含量对包芯线熔爆深度的影响不显著。在喂丝球化工艺条件下,球铁的球化率均高于85%,铁液平均温降为42℃,喂丝速度和球化温度对铁液温降有明显影响。当球化温度为1460℃时,随着喂丝速度的增大,镁的吸收率趋于增大。当球化温度在1420～1560℃范围...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
世界主要铸件生产国家与铸件产量[3]
西安理工大学硕士学位论文4洁、功能齐全，得到业内广泛好评。这些设备大幅度地提高了球铁件的生产水平并改善了生产环境。然而，国外的设备价格昂贵，比如意大利宏德、德国OCC、英国Sintercast等公司的喂线设备一套价值超过百万元人民币，且后期维护成本较高。在包芯线材料制备方面，含Mg芯线有[12]：纯镁线(9mm)芯料中Mg含量一般为85%~90%，每米包芯线中镁含量为60~65g/m，线重在138~142g/m之间；混合镁芯线(13mm)中镁含量一般在20%~40%，每米包芯线的镁含量为60~120g/m，线重在340~400g/m之间，合金粉料重量占线重的60%以上。高镁合金芯线(13mm)是现今应用的主流，是一种含镁量为25%~40%的低稀土硅镁合金芯线，其钢带厚度为0.38~0.40mm。1995年，波兰首次采用现代化和机械化技术，使用包芯线对铁液进行球化或蠕墨化处理[13]，该技术也称为“包芯线喂丝法”。Mg的吸收率和包芯线的加入长度分别用式(1-4)和式(1-5)进行计算：12M0.75M,%MkrduzyskgSSgg(1-4)式中：Mgkr—喂丝球化处理后，铁液中的Mg含量，wt%；S1，S2—喂丝球化处理前后铁液的硫含量，wt%；Mguzysk—喂丝球化处理时，Mg的加入量，wt%。M0.76,mMkrzMgPgSmLg(1-5)式中：Mgkr—铁液经喂丝处理后的Mg含量，wt%；ΔS—铁液在喂丝处理前后硫元素的变化，wt%；mz—熔液的重量，kg；ηMg—Mg的吸收率，wt%；Mgp—每米包芯线中Mg的含量，kg/m。HolmesD等人[14]结合计算机控制系统，使用两台喂丝机将球化包芯线和孕育包芯线图1-52016年统计数据Fig.1-5Thestatisticsdate,2016图1-42001年统计数据Fig.1-4Thestatisticsdate,2001
琈g量为137g/m；(2)9mm，每米包芯线含Mg量为65g/m；(3)9mm，每米包芯线含Mg量为56g/m。对比发现，冲入法比包芯线喂丝法的Mg的吸收率高，但喂丝法比冲入法具有更高的经济性。另外对比(2)和(3)号包芯线发现，Mg含量低的包芯线具有较高的Mg的吸收率。GuzikE[21,22]采用双线(孕育线和球化线)喂丝法和特制的鼓型处理包处理铁液，生产出了奥氏体高镍合金球铁和Si-Mo铁素体球铁。其H/D(高径比)等于0.75，通常H/D处于0.7~0.9范围生产效果最佳。例如在H/D=0.75时，获得了良好的球铁材质。该处理包可用作处理—输送—浇注一体化，如图1-6所示，能有效地减少铁液温降，高达95℃。特别出钢液到处理包孕育及球化处理钢液浇注到模具图1-6采用特制的鼓型处理包的处理过程Fig.1-6Thetreatmentprocesswithaspecialdrumladle
本文编号：2904787
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
世界主要铸件生产国家与铸件产量[3]
西安理工大学硕士学位论文4洁、功能齐全，得到业内广泛好评。这些设备大幅度地提高了球铁件的生产水平并改善了生产环境。然而，国外的设备价格昂贵，比如意大利宏德、德国OCC、英国Sintercast等公司的喂线设备一套价值超过百万元人民币，且后期维护成本较高。在包芯线材料制备方面，含Mg芯线有[12]：纯镁线(9mm)芯料中Mg含量一般为85%~90%，每米包芯线中镁含量为60~65g/m，线重在138~142g/m之间；混合镁芯线(13mm)中镁含量一般在20%~40%，每米包芯线的镁含量为60~120g/m，线重在340~400g/m之间，合金粉料重量占线重的60%以上。高镁合金芯线(13mm)是现今应用的主流，是一种含镁量为25%~40%的低稀土硅镁合金芯线，其钢带厚度为0.38~0.40mm。1995年，波兰首次采用现代化和机械化技术，使用包芯线对铁液进行球化或蠕墨化处理[13]，该技术也称为“包芯线喂丝法”。Mg的吸收率和包芯线的加入长度分别用式(1-4)和式(1-5)进行计算：12M0.75M,%MkrduzyskgSSgg(1-4)式中：Mgkr—喂丝球化处理后，铁液中的Mg含量，wt%；S1，S2—喂丝球化处理前后铁液的硫含量，wt%；Mguzysk—喂丝球化处理时，Mg的加入量，wt%。M0.76,mMkrzMgPgSmLg(1-5)式中：Mgkr—铁液经喂丝处理后的Mg含量，wt%；ΔS—铁液在喂丝处理前后硫元素的变化，wt%；mz—熔液的重量，kg；ηMg—Mg的吸收率，wt%；Mgp—每米包芯线中Mg的含量，kg/m。HolmesD等人[14]结合计算机控制系统，使用两台喂丝机将球化包芯线和孕育包芯线图1-52016年统计数据Fig.1-5Thestatisticsdate,2016图1-42001年统计数据Fig.1-4Thestatisticsdate,2001
琈g量为137g/m；(2)9mm，每米包芯线含Mg量为65g/m；(3)9mm，每米包芯线含Mg量为56g/m。对比发现，冲入法比包芯线喂丝法的Mg的吸收率高，但喂丝法比冲入法具有更高的经济性。另外对比(2)和(3)号包芯线发现，Mg含量低的包芯线具有较高的Mg的吸收率。GuzikE[21,22]采用双线(孕育线和球化线)喂丝法和特制的鼓型处理包处理铁液，生产出了奥氏体高镍合金球铁和Si-Mo铁素体球铁。其H/D(高径比)等于0.75，通常H/D处于0.7~0.9范围生产效果最佳。例如在H/D=0.75时，获得了良好的球铁材质。该处理包可用作处理—输送—浇注一体化，如图1-6所示，能有效地减少铁液温降，高达95℃。特别出钢液到处理包孕育及球化处理钢液浇注到模具图1-6采用特制的鼓型处理包的处理过程Fig.1-6Thetreatmentprocesswithaspecialdrumladle
本文编号：2904787
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