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长时间以来，为了减少铁水中的夹杂物从而获得纯净铁水一般使用三种方法：高温熔炼、过滤网、聚渣剂。高温熔炼能清除铁水中的夹杂物吗？在炼钢生产中，钢水温度高达1700度左右，钢水中的夹杂物尚需使用“炉外精炼技术”才可以去除，而铁水***高温度无非1500度左右，怎么可能清除铁水中的夹杂物呢？ 过滤网能清除铁水中的夹杂物吗?过滤网受孔洞大小***，只能过滤颗粒较大的宏观类浮渣，假若其孔洞小到可以过滤以微米计算的微观夹杂物，铁水如何顺畅通过而进入铸型？因此我们认为：过滤网只能过滤扒渣未尽的铁水表面浮渣。 聚渣剂只能聚集铁水表面浮渣而方便扒出，是一种常识，无须多议。因此，使用“高温熔炼”、“过滤网”、“聚渣剂”等传统手段，只能解决铁水表面浮渣，对于混熔或悬浮在铁水中的各种非金属夹杂物，事实上是处于束手无策的状态。 基于上述认识，我们根据“铁水净化理论” ，结合在铸造生产中，使用铁神一号净化剂的实际经验，总结出现代铁水净化技术，希望达到三个目的： 一是统一思想。使广大铸造工作者认识到：要生产优质铸件，必须获得纯净铁水； 二是使尽可能多的铸造企业掌握和使用现代铁水净化技术，提高国产铸件产品的质量。 三是使尽可能多的铸造企业通过生产优质铸件产品，尤其是生产质量好，成本低的优质铸件产品，提高盈利能力，从而增加铸造企业的市场竞争力。
+查看全文15 2020-01
由球墨铸铁的凝固特点认为球铁件易于出现缩孔缩松缺陷，因而其实现无冒口铸造较为困难。阐述了实现球铁件无冒口铸造工艺所应具备的铁液成份、浇注温度、冷铁工艺、铸型强度和刚度、孕育处理、铁液过滤和铸件模数等条件，用大模数铸件和小模数铸件铸造工艺实例佐证了自己的观点。 1、球墨铸铁的凝固特点 球墨铸铁与灰铸铁的凝固方式不同是由球墨与片墨生长方式不同而造成的。 在亚共晶灰铁中石墨在初生奥氏体的边缘开始析出后，石墨片的两侧处在奥氏体的包围下从奥氏体中吸收石墨而变厚，石墨片的先端在液体中吸收石墨而生长。 在球墨铸铁中，由于石墨呈球状，石墨球析出后就开始向周围吸收石墨，周围的液体因为w（C）量降低而变为固态的奥氏体并且将石墨球包围；由于石墨球处在奥氏体的包围中，从奥氏体中只能吸收的碳较为有限，而液体中的碳通过固体向石墨球扩散的速度很慢，被奥氏体包围又***了它的长大；所以，即使球墨铸铁的碳当量比灰铸铁高很多，球铁的石墨化却比较困难，因而也就没有足够的石墨化膨胀来抵消凝固收缩；因此，球墨铸铁容易产生缩孔。 另外，包裹石墨球的奥氏体层厚度一般是石墨球径的1.4倍，也就是说石墨球越大奥氏体层越厚，液体中的碳通过奥氏体转移至石墨球的难度也越大。 低硅球墨铸铁容易产生白口的根本原因也在于球墨铸铁的凝固方式。如上所述，由于球墨铸铁石墨化困难，没有足够的由石墨化产生的结晶潜热向铸型内释放而增大了过冷度，石墨来不及析出就形成了渗碳体。此外，球墨铸铁孕育衰退快，也是极易发生过冷的因素之一。 2.球墨铸铁无冒口铸造的条件 从球墨铸铁的凝固特点不难看出，球墨铸铁件要实现无冒口铸造的难度较大。笔者根据自己多年的生产实践经验，对球墨铸铁实现无冒口铸造工艺所需具备的条件作了一些归纳总结，在此与同行分享。 2.1铁液成分的选择 （1）碳当量（CE） 在同等条件下，微小的石墨在铁液中容易溶解并且不容易生长；随着石墨长大，石墨的生长速度也变快，所以使铁液在共晶前就产生初生石墨对促进共晶凝固石墨化是非常有利的。过共晶成分的铁液就能满足这样的条件，但过高的CE值使石墨在共晶凝固前就长大，长大到一定尺寸时石墨开始上浮，产生石墨漂浮缺陷。这时，由石墨化引起的体积膨胀只会造成铁液液面上升，不但对铸件的补缩毫无意义，而且由于石墨在液态时吸收了大量的碳，反而造成在共晶凝固时铁液中的w（C）量低不能产生足够的共晶石墨，也就不能抵消由于共晶凝固造成的收缩。实践证明，能够将CE值控制在4.30%~4.50%是***理想的。 （2）硅（Si） 一般认为在Fe-C-Si系合金中， Si是石墨化元素，w（Si）量高有利于石墨化膨胀，能够减少缩孔的发生。很少有人知道，Si是阻碍共晶凝固石墨化的。所以，不论从补缩的角度考虑，还是从防止碎块状石墨产生的角度考虑，只要能通过强化孕育等措施防止白口产生，都要尽可能地降低w（Si）量。 （3）碳（C） 在合理的CE值条件下，尽可能提高w（C）量。事实证明球墨铸铁的w（C）量控制在3.60%~3.70%，铸件具有***小的收缩率。 （4）硫（S） S是阻碍石墨球化的主要元素，球化处理的主要目的就是脱S，但球墨铸铁孕育衰退快与w（S）量太低有直接关系；所以，适当的w（S）量是必要的。可以将w（S）量控制在0.015%左右，利用MgS的成核作用增加石墨核心质点以增加石墨球数，减少衰退。 （5）镁（Mg） Mg也是阻碍石墨化的元素，所以在保证球化率能够达到90%以上的前提下，Mg应尽可能低。在原铁液w（O）、w（S）量不高的条件下，残留w（Mg）量能够控制在0.03%~0.04%是***理想的。 （6）其他元素 Mn、P、Cr等所有阻碍石墨化的元素越低越好。 要注意微量元素的影响，如Ti。当w（Ti）量低时，是强力促进石墨化元素，同时Ti又是碳化物形成元素，又是影响球化促进蠕虫状石墨产生的元素，所以w（Ti）量控制得越低越好。笔者公司曾经有一个非常成熟的无冒口铸造工艺，由于一时原材料短缺而使用了w（Ti）量为0.1%的生铁，生产出的铸件不但表面有缩陷，加工后内部也出现了集中型缩孔。 总之，纯净原材料对提高球墨铸铁的自补缩能力是有利的。 2.2浇注温度 有实验表明，球墨铸铁的浇注温度从1350℃到1500℃对铸件收缩的体积没有明显的影响，只不过缩孔的形态从集中型逐渐向分散型过度。石墨球的尺寸也随着浇注温度的升高逐渐变大，石墨球的数量逐渐减少。所以没有必要苛求过低的浇注温度，只要铸型强度足够抵抗铁液的静压力，浇注温度可以高一些。通过铁液加热铸型减少共晶凝固时的过冷度，使石墨化有充足的时间进行。不过，浇注速度要尽可能地快，以尽量减少型内铁液的温度差。 2.3冷铁 根据笔者使用冷铁的经验及利用以上理论分析，冷铁能够消除缩孔缺陷的说法并不确切。一方面，局部使用冷铁（如打孔部位），只能使缩孔转移而不是消除缩孔；另一方面，大面积地使用冷铁而获得了减少补缩或无冒口的效果，只是无意识地增加了铸型强度而不是冷铁减少了液体或共晶凝固收缩。事实上，如果冷铁使用过多，影响了石墨球的长大及石墨化的程度，相反会加剧收缩。 2.4铸型强度和刚度 由于球铁大都选择共晶或过共晶成分，铁液在铸型中冷却至共晶温度所经过的时间较长，也就是铸型所承受的铁液静压力的时间要比亚共晶成分的灰铸铁要长，铸型也就更容易产生压缩性变形。当石墨化膨胀引起的体积增加不能抵消液体收缩+凝固收缩+铸型变形体积时，产生缩孔也就在所难免。所以，足够的铸型刚度及抗压强度是实现无冒口铸造的重要条件，有许多覆砂铁型铸造工艺实现无冒口铸造既是这一理论的证明。 2.5孕育处理 强效孕育剂及瞬时延后孕育工艺既能给予铁液大量的核心质点，又能防止孕育衰退，能够保证球墨铸铁在共晶凝固时有足够的石墨球数；多而小的石墨球减少了液体中的C向石墨核心转移的距离，加快了石墨化速度，短时内大量的共晶凝固又能释放出较多的结晶潜热，减少了过冷度，既能防止白口的产生，又能加强石墨化膨胀。因而。强效孕育对提高球墨铸铁的自补缩能力至关重要。 2.6铁液过滤 铁液经过过滤，滤除了部分氧化夹杂，使铁液的微观流动性增强，可以降低微观缩孔的产生几率。 2.7铸件模数 由于铸态珠光体球铁需要加入阻碍石墨化的元素，这会影响石墨化程度，对铸件实现自补缩目的有一定影响，所以有资料介绍，无冒口铸造适用于牌号在QT500以下的球墨铸铁。除此之外，由铸件的形状尺寸所决定的模数应在3.1cm以上。 值得注意的是，厚度＜50mm的板类铸件实现无冒口铸造是困难的。 也有资料介绍，对QT500以上的球墨铸铁实现无冒口铸造工艺的条件是其模数应大于3.6cm。 3.应用实例介绍 3.1大模数铸件无冒口铸造工艺实例 材料牌号为GGG70的风电增速器行星支架铸件，重量为3300kg，轮廓尺寸为φ1260×1220mm，铸件模数约为5.0cm。铸件成分为：w（C）3.62%；w（Si）2.15%；w（Mn）0.25%；w（P）0.035%；w（S）0.012%；w（Mg）0.036%；w（Cu）0.98%。浇注温度为1370~1380℃ 考虑到铁液对铸型下部的压力较大，容易使铸型下部产生压缩变形，所以客户推荐将冷铁主要集中放置在下部（如图1）。根据以往的经验，开始试制时，我们决定使用无冒口铸造工艺，也就是图1去掉冒口的工艺。虽然客户请***人员对所试制铸件做超声探伤并未发现有内部缺陷，解剖结果也未发现缩孔缺陷。但对照其它相关资料及客户提供的参考工艺，我们对这么重要的铸件批量生产后一旦发生缩孔缺陷的后果甚为担心，所以对图1工艺进行了凝固模拟试验，模拟结果如图2。 图1 推荐的冒口补缩工艺 图2 根据图1工艺的模拟结果 从模拟结果可见，液态收缩已经将包括内部的3个Φ140×170mm圆形发热保温冒口及外侧的3个320×200×320mm腰圆形发热保温冒口内的铁液全部用尽；因而，我们在原有320×200×320mm发热保温冒口的上面再加上1个同等大小的冒口，即将冒口尺寸改为320×200×640mm。但是，浇铸后的结果却是所有冒口一点收缩的痕迹也没有，从而证实了这个铸件完全可以实现无冒口铸造。 3.2小模数铸件有冒口铸造实例 图3所示的蜂窝板材料牌号为QT500-7，长×宽×高尺寸为1 230×860×32 mm，铸件模数M=3.2/2=1.6 cm。 图3 蜂窝板毛坯图 此铸件模数远小于3.1cm，显然不适用于无冒口铸造工艺，但试制时为了提高工艺出品率，采用了立浇雨淋式浇口（图4），原意是想使铸件在凝固时产生自上而下的温度梯度，以利用横浇口补缩，但结果却是在铸件的中间部位加工后产生了大面积连通性缩孔（图4中双点划线处）。试制4件无一件成品。 图4 试制工艺方案示意图 于是，我们改变思路，制定了如图5所示的卧浇、冷铁加冒口工艺。用冷铁将铸件分割成9部分，每部分的中央放置冒口。改进后的工艺出品率大于75%，产品质量稳定，废品率在2.0%以下，由于原材料和工艺都较稳定，加工后几乎没有废品。 图5 改进后的成熟工艺
+查看全文13 2020-01
如果是正常的干式切削，几乎所有的钢材切出来的屑都是要烧了呈现紫色才合理的。在这里抛开刀片材料、转速、走刀量、切削深度、段屑槽的形状、刀尖大小等不谈，单谈干式切削时铁屑颜色的变化：银白色－淡黄色－暗黄色－绛红色－暗蓝色－蓝色－蓝灰色－灰白色－紫黑色，温度也由200摄氏度左右上升到500摄氏度以上，这个颜色变化过程也就是切削过程中所消耗的功的绝大部分转换成切削热的过程，同时也可以看作是刀具损耗（锋利－钝化－剧烈钝化－报废）过程（无积屑瘤时）注意我们通常所说的切削温度是指平均温度。 切削颜色为蓝或蓝紫色时较为合理，如果银白或黄色，则未充分发挥效率，如果蓝灰则切削用量太大。使用高速钢刀具，则削为银白和微黄为宜，如果削蓝则要减小转速或进给。 切屑颜色与切削温度关系： 银白色 —— 约<200℃以下 淡黄色 —— 约220℃ 深蓝色 —— 约300℃ 淡灰色 —— 约400℃ 深紫黑色 —— 约>500℃ 靠颜色的变化来确定合理参数只是方法或者手段之一。
+查看全文10 2020-01
热处理工艺口诀 热处理是重之重，决定产品高质量. 工艺方法应优化，设备性能需掌握. 各段参数选正确，***可靠应优先. 加热保温和冷却，环环相扣不马虎. 用钢成分有变化，影响相变要考虑. 利用计算调参数，工艺可靠更适用. 钢种类别要分清，合理选项更科学. 加热温度颇重要，保温时间要充分. 高合金钢要分段，缓慢加热有保障. 过热欠热均不利，恰好需要多斟酌. 保温时间要考虑，加热条件和状态. 零件多少和壁厚，选择计算抓重点. 氧化脱碳要控制，多种方法可选择. 营造无氧是关键，***佳选择是真空. 零件细长垂直放，薄壁更要防变形. 截面突变要注意，加热冷却要防护. 冷却大于临界值，获马氏体是根本. 冷却掌握要得当，恰当止冷防开裂. 确保硬度打基础，立即回火去应力. 温度调整达硬度，钢种不同回火变. 多次回火不可少，稳定尺寸保性能. 钢有脆性需快冷，确保性能要记牢. 硬度性能有依据，定量关系可换算. 掌握科学编工艺，脚踏实地多实践. 积累经验多总结，实用快捷更可靠.
+查看全文06 2020-01
消失模铸造技术是用泡沫塑料制作成与零件结构和尺寸完全一样的实型模具，经浸涂耐火粘结涂料，烘干后进行干砂造型，振动紧实，然后浇入金属液使模样受热气化消失，而得到与模样形状一致的金属零件的铸造方法。 1、压力消失模铸造技术 压力消失模铸造技术是消失模铸造技术与压力凝固结晶技术相结合的铸造新技术，它是在带砂箱的压力灌中，浇注金属液使泡沫塑料气化消失后，迅速密封压力灌，并通入一定压力的气体，使金属液在压力下凝固结晶成型的铸造方法。这种铸造技术的特点是能够显著减少铸件中的缩孔、缩松、气孔等铸造缺陷，提高铸件致密度，改善铸件力学性能。 2、真空低压消失模铸造技术 真空低压消失模铸造技术是将负压消失模铸造方法和低压反重力浇注方法复合而发展的一种新铸造技术。真空低压消失模铸造技术的特点是：综合了低压铸造与真空消失模铸造的技术优势，在可控的气压下完成充型过程，大大提高了合金的铸造充型能力；与压铸相比，设备投资小、铸件成本低、铸件可热处理强化；而与砂型铸造相比，铸件的精度高、表面粗糙度小、生产率高、性能好；反重力作用下，直浇口成为补缩短通道，浇注温度的损失小，液态合金在可控的压力下进行补缩凝固，合金铸件的浇注系统简单有效、成品率高、组织致密；真空低压消失模铸造的浇注温度低，适合于多种有色合金。 3、振动消失模铸造技术 振动消失模铸造技术是在消失模铸造过程中施加一定频率和振幅的振动，使铸件在振动场的作用下凝固，由于消失模铸造凝固过程中对金属溶液施加了一定时间振动，振动力使液相与固相间产生相对运动，而使枝晶破碎，增加液相内结晶核心，使铸件***终凝固组织细化、补缩提高，力学性能改善。该技术利用消失模铸造中现成的紧实振动台，通过振动电机产生的机械振动，使金属液在动力激励下生核，达到细化组织的目的，是一种操作简便、成本低廉、无环境污染的方法。 4、半固态消失模铸造技术 半固态消失模铸造技术是消失模铸造技术与半固态技术相结合的新铸造技术，由于该工艺的特点在于控制液固相的相对比例，也称转变控制半固态成形。该技术可以提高铸件致密度、减少偏析、提高尺寸精度和铸件性能。 5、消失模壳型铸造技术 消失模壳型铸造技术是熔模铸造技术与消失模铸造结合起来的新型铸造方法。该方法是将用发泡模具制作的与零件形状一样的泡沫塑料模样表面涂上数层耐火材料，待其硬化干燥后，将其中的泡沫塑料模样燃烧气化消失而制成型壳，经过焙烧，然后进行浇注，而获得较高尺寸精度铸件的一种新型精密铸造方法。它具有消失模铸造中的模样尺寸大、精密度高的特点，又有熔模精密铸造中结壳精度、强度等优点。与普通熔模铸造相比，其特点是泡沫塑料模料成本低廉，模样粘接组合方便，气化消失容易，克服了熔模铸造模料容易软化而引起的熔模变形的问题，可以生产较大尺寸的各种合金复杂铸件 6、消失模悬浮铸造技术 消失模悬浮铸造技术是消失模铸造工艺与悬浮铸造结合起来的一种新型实用铸造技术。该技术工艺过程是金属液浇入铸型后，泡沫塑料模样气化，夹杂在冒口模型的悬浮剂（或将悬浮剂放置在模样某特定位置，或将悬浮剂与EPS一起制成泡沫模样）与金属液发生物化反应从而提高铸件整体（或部分）组织性能。
+查看全文03 2020-01
欢声笑语辞旧岁，豪情满怀迎新年！伴随着收获的喜悦，满怀着对美好未来的憧憬，我们共同迎来了2020年！ 新的一年开启新的希望，新的历程承载新的梦想，值此2020年元旦来临之际，洛阳顺祥机械设备有限公司向过去一年来奋战在公司每一个工作岗位上的广大员工及员工家属致以节日的问候，向关心和支持顺祥发展的各级领导、客户表示衷心的感谢！祝大家2020年身体健康、工作顺利、阖家幸福、万事如意！ 洛阳顺祥祝您元旦快乐！
+查看全文01 2020-01
螺丝钉对应的英文单词是Screw，除了名字里有学问，小小的螺丝钉从被发明到被规定为顺时针拧紧、逆时针松开，经历了几千年的时间。 柏拉图的朋友发明了螺钉 六种***简单的机械工具是：螺丝钉、倾斜面、杠杆、滑轮、楔子、轮子、轮轴。 螺钉位列六大简单机械之中，但说穿了也不过是一个轴心与围绕着它蜿蜒而上的倾斜平面。时至今日，螺钉已经发展出了标准的尺寸。使用螺钉的典型方法是用顺时针的旋转来拧紧它（与之相对，用逆时针的旋转来拧松）。 顺时针拧紧主要由右撇子决定的 然而，由于发明之初的螺丝钉皆为人工打造，其螺丝的细密程度并不一致，往往由工匠的个人喜好决定。 到了16世纪中期，法国宫廷工程师Jaques Besson发明了可以切割成螺丝的车床，后来这种技术花了100年的时间得以推广。英国人Henry Maudsley于1797年发明了现代车床，有了它，螺纹的精细程度显著提高。尽管如此，螺丝的大小及细密程度依旧没有统一标准。 这种情况于1841年得到改变。Maudsley的徒弟Joseph Whitworth向市政工程师学会递交了一篇文章，呼吁统一螺丝型号一体化。他提了两点建议： 1、螺钉螺纹的倾角应该以55°为标准； 2、不考虑螺丝的直径，每英尺的丝数应该采取一定的标准。 螺钉虽小，早期需要n种机床和n+1种刀具制成 早期的螺钉不容易制造，因为其生产过程“需要三种刀具两种机床”。 为了解决英式标准的生产制造问题，美国人William Sellers在1864年发明了一种平顶平跟的螺纹，这点小小的改变让螺丝钉制造起来只需要一种刀具和机床。更快捷、更简单、也更便宜。 Sellers螺丝钉的螺纹在美国流行起来，并且很快成为美国铁路公司的应用标准。 螺栓连接件的特性 拧紧过程的主要变量： （1）扭矩（T）：所施加的拧紧动力矩，单位牛米（Nm）； （2）夹紧力（F）：连接体间的实际轴向夹（压）紧大小，单位牛（N）； （3）摩擦系数（U）：螺栓头、螺纹副中等所消耗的扭矩系数； （4）转角（A）：基于一定的扭矩作用下，使螺栓再产生一定的轴向伸长量或连接件被压缩而需要转过的螺纹角度。
+查看全文22 2019-10
1、铸造性（可铸性） 指金属材料能用铸造的方法获得合格铸件的性能。铸造性主要包括流动性，收缩性和偏析。流动性是指液态金属充满铸模的能力，收缩性是指铸件凝固时，体积收缩的程度，偏析是指金属在冷却凝固过程中，因结晶先后差异而造成金属内部化学成分和组织的不均匀性。 2、可锻性 指金属材料在压力加工时，能改变形状而不产生裂纹的性能。它包括在热态 或冷态下能够进行锤锻，轧制，拉伸，挤压等加工。可锻性的好坏主要与金属材料的化学成分有关。 3、切削加工性（可切削性，机械加工性） 指金属材料被刀具切削加工后而成为合格工件的难易程度。切削加工性好坏常用加工后工件的表面粗糙度，允许的切削速度以及刀具的磨损程度来衡量。它与金属材料的化学成分，力学性能，导热性及加工硬化程度等诸多因素有关。通常是用硬度和韧性作切削加工性好坏的大致判断。一般讲，金属材料的硬度愈高愈难切削，硬度虽不高，但韧性大，切削也较困难。 4、焊接性（可焊性） 指金属材料对焊接加工的适应性能。主要是指在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。它包括两个方面的内容：一是结合性能，即在一定的焊接工艺条件下，一定的金属形成焊接缺陷的敏感性，二是使用性能，即在一定的焊接工艺条件下，一定的金属焊接接头对使用要求的适用性。 5、热处理 （1）退火：指金属材料加热到适当的温度，保持一定的时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。常见的退火工艺有：再结晶退火，去应力退火，球化退火，完全退火等。退火的目的：主要是降低金属材料的硬度，提高塑性，以利切削加工或压力加工，减少残余应力，提高组织和成分的均匀化，或为后道热处理作好组织准备等。 （2）正火：指将钢材或钢件加热到Ac3或Acm（钢的上临界点温度）以上30～50℃，保持适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理的工艺。正火的目的：主要是提高低碳钢的力学性能，改善切削加工性，细化晶粒，消除组织缺陷，为后道热处理作好组织准备等。 （3）淬火：指将钢件加热到Ac3或Ac1（钢的下临界点温度）以上某一温度，保持一定的时间，然后以适当的冷却速度，获得马氏体（或贝氏体）组织的热处理工艺。常见的淬火工艺有盐浴淬火，马氏体分级淬火，贝氏体等温淬火，表面淬火和局部淬火等。淬火的目的：使钢件获得所需的马氏体组织，提高工件的硬度，强度和耐磨性，为后道热处理作好组织准备等。 （4）回火：指钢件经淬硬后，再加热到Ac1以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。常见的回火工艺有：低温回火，中温回火，高温回火和多次回火等。回火的目的：主要是消除钢件在淬火时所产生的应力，使钢件具有高的硬度和耐磨性外，并具有所需要的塑性和韧性等。 （5）调质：指将钢材或钢件进行淬火及回火的复合热处理工艺。使用于调质处理的钢称调质钢。它一般是指中碳结构钢和中碳合金结构钢。 （6）化学热处理：指金属或合金工件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入它的表层，以改变其化学成分，组织和性能的热处理工艺。常见的化学热处理工艺有：渗碳，渗氮，碳氮共渗，渗铝，渗硼等。化学热处理的目的：主要是提高钢件表面的硬度，耐磨性，抗蚀性，抗疲劳强度和抗氧化性等。 （7）固溶处理：指将合金加热到高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。固溶处理的目的：主要是改善钢和合金的塑性和韧性，为沉淀硬化处理作好准备等。 （8）沉淀硬化（析出强化）：指金属在过饱和固溶体中溶质原子偏聚区和（或）由之脱溶出微粒弥散分布于基体中而导致硬化的一种热处理工艺。如奥氏体沉淀不锈钢在固溶处理后或经冷加工后，在400～500℃或700～800℃进行沉淀硬化处理，可获得很高的强度。 （9）时效处理：指合金工件经固溶处理，冷塑性变形或铸造，锻造后，在较高的温度放置或室温保持，其性能，形状，尺寸随时间而变化的热处理工艺。若采用将工件加热到较高温度，并较长时间进行时效处理的时效处理工艺，称为人工时效处理，若将工件放置在室温或自然条件下长时间存放而发生的时效现象，称为自然时效处理。时效处理的目的，消除工件的内应力，稳定组织和尺寸，改善机械性能等。 （10）淬透性：指在规定条件下，决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性。钢材淬透性好与差，常用淬硬层深度来表示。淬硬层深度越大，则钢的淬透性越好。钢的淬透性主要取决于它的化学成分，特别是含增大淬透性的合金元素及晶粒度，加热温度和保温时间等因素有关。淬透性好的钢材，可使钢件整个截面获得均匀一致的力学性能以及可选用钢件淬火应力小的淬火剂，以减少变形和开裂。 （11）临界直径（临界淬透直径）：临界直径是指钢材在某种介质中淬冷后，心部得到全部马氏体或50%马氏体组织时的***大直径，一些钢的临界直径一般可以通过油中或水中的淬透性试验来获得。 （12）二次硬化：某些铁碳合金（如高速钢）须经多次回火后，才进一步提高其硬度。这种硬化现象，称为二次硬化，它是由于特殊碳化物析出和（或）由于参与奥氏体转变为马氏体或贝氏体所致。 （13）回火脆性：指淬火钢在某些温度区间回火或从回火温度缓慢冷却通过该温度区间的脆化现象。回火脆性可分为***类回火脆性和第二类回火脆性。***类回火脆性又称不可逆回火脆性，主要发生在回火温度为250～400℃时，在重新加热脆性消失后，重复在此区间回火，不再发生脆性，第二类回火脆性又称可逆回火脆性，发生的温度在400～650℃，当重新加热脆性消失后，应迅速冷却，不能在400～650℃区间长时间停留或缓冷，否则会再次发生催化现象。回火脆性的发生与钢中所含合金元素有关，如锰，铬，硅，镍会产生回火脆性倾向，而钼，钨有减弱回火脆性倾向。
+查看全文21 2019-10
铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺，已有约6000年的历史。中国约在公元前1700～前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期，工艺上已达到相当高的水平。 铸造是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中，待其冷却凝固后，以获得零件或毛坯的方法。被铸物质多为原为固态但加热至液态的金属（例：铜、铁、铝、锡、铅等），而铸模的材料可以是砂、金属甚至陶瓷。因应不同要求，使用的方法也会有所不同。 下面为大家讲解集中常用的铸造工艺 1、熔模铸造又称失蜡铸造，包括压蜡、修蜡、组树、沾浆、熔蜡、浇铸金属液及后处理等工序。失蜡铸造是用蜡制作所要铸成零件的蜡模，然后蜡模上涂以泥浆，这就是泥模。泥模晾干后，在焙烧成陶模。一经焙烧，蜡模全部熔化流失，只剩陶模。一般制泥模时就留下了浇注口，再从浇注口灌入金属熔液，冷却后，所需的零件就制成了。 2、压铸（注意压铸不是压力铸造的简称）是一种金属铸造工艺，其特点是利用模具腔对融化的金属施加高压。模具通常是用强度更高的合金加工而成的，这个过程有些类似注塑成型。 3、砂模铸造 就是用砂子制造铸模。砂模铸造需要在砂子中放入成品零件模型或木制模型(模样)，然后在模样周末填满砂子，开箱取出模样以后砂子形成铸模。为了在浇铸金属之前取出模型，铸模应做成两个或更多个部分;在铸模制作过程中，必须留出向铸模内浇铸金属的孔和排气孔，合成浇注系统。铸模浇注金属液体以后保持适当时间，一直到金属凝固。取出零件后，铸模被毁，因此必须为每个铸造件制作新铸模。 4、离心铸造是将液体金属注入高速旋转的铸型内，使金属液在离心力的作用下充满铸型和形成铸件的技术和方法。离心铸造所用的铸型，根据铸件形状、尺寸和生产批量不同，可选用非金属型(如砂型、壳型或熔模壳型)、金属型或在金属型内敷以涂料层或树脂砂层的铸型。 5、模锻是在专用模锻设备上利用模具使毛坯成型而获得锻件的锻造方法。根据设备不同，模锻分为锤上模锻，曲柄压力机模锻，平锻机模锻，摩擦压力机模锻等。辊锻是材料在一对反向旋转模具的作用下产生塑性变形得到所需锻件或锻坯的塑性成形工艺。它是成形轧制(纵轧)的一种特殊形式。 6、锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法，锻压(锻造与冲压)的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。 7、低压铸造 在低压气体作用下使液态金属充填铸型并凝固成铸件的铸造方法。低压铸造***初主要用于铝合金铸件的生产，以后进一步扩展用途，生产熔点高的铜铸件、铁铸件和钢铸件。 8、轧制又称压延，指的是将金属锭通过一对滚轮来为之赋形的过程。如果压延时，金属的温度超过其再结晶温度，那么这个过程被称为“热轧”，否则称为“冷轧”。压延是金属加工中***常用的手段。 9、压力铸造的实质是在高压作用下，使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸型(压铸模具)型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。 10、消失模铸造是把与铸件尺寸形状相似的石蜡或泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。消失模铸造是一种近无余量、精确成型的新工艺，该工艺无需取模、无分型面、无砂芯，因而铸件没有飞边、毛刺和拔模斜度，并减少了由于型芯组合而造成的尺寸误差。 11、挤压铸造又称液态模锻，是使熔融态金属或半固态合金，直接注入敞口模具中，随后闭合模具，以产生充填流动，到达制件外部形状，接着施以高压，使已凝固的金属（外壳）产生塑性变形，未凝固金属承受等静压，同时发生高压凝固，***后获得制件或毛坯的方法，以上为直接挤压铸造；还有间接挤压铸造指将熔融态金属或半固态合金通过冲头注入密闭的模具型腔内，并施以高压，使之在压力下结晶凝固成型，***后获得制件或毛坯的方法。 12、连续铸造是利用贯通的结晶器在一端连续地浇入液态金属，从另一端连续地拔出成型材料的铸造方法。
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1.采用高炉新工艺减少CO2排放 目前，高炉采取热风热送，热风中的氮起热传递的作用，但对还原不起作用。氧气高炉炼铁工艺是从风口吹入冷氧气，随着还原气体浓度的升高，能够提高高炉的还原功能。由于气体单耗的下降和还原速度的提高，因此如果产量一定，高炉内容积就可比目前高炉减小1/3，还有助于缓解原料强度等条件的制约。 国外进行了一些氧气高炉炼铁的试验，但都停留在理论研究。日本已采用试验高炉进行了高炉吹氧炼铁实验和在实际高炉进行氧气燃烧器的燃烧实验。大量的制氧会增加电耗，这也是一个需要研究的课题。但是，由于炉顶气体中的氮是游离氮，有助于高炉内气体的循环，且由于气体量少、CO2分压高，因此CO2的分离比目前的高炉容易。将来在可进行工业规模CO2分离的情况下，可以大幅度减少CO2的排放。如果能开发出能源效率比目前的深冷分离更好的制氧方法，将会得到更高的好评。 对氧气高炉炼铁工艺、以氧气高炉为基础再加上CO2分离及炉顶气体循环的炼铁工艺进行了比较。两种工艺都喷吹大量的粉煤作为辅助还原剂。由于高炉上部没有起热传递作用的氮，热量不足，因此要喷吹循环气体。以氧气高炉为基础再加上CO2分离及炉顶气体循环的炼铁工艺，在去除高炉炉顶气体中的CO2后，再将其从炉身上部或风口吹入，可提高还原能力。对未利用的还原气体进行再利用，可大幅度削减输入碳的量，可大幅度减少CO2排放。高炉内的还原变化，可分为CO气体还原、氢还原和固体碳的直接还原，在普通高炉中它们的还原率分别为60%、10%和30%。如果对炉顶气体进行CO2分离，并循环利用CO气体，就能提高气体的还原功能，使直接还原比率降至10%左右，从而降低还原剂比。 为降低焦比，在外部制造还原气体再吹入高炉内的想法很早就有，日本从20世纪70年代就进行技术开发，主要有FTG法和NKG法。前者是通过重油的部分氧化制造还原气体再从高炉炉身上部吹入；后者是用高炉炉顶煤气中的CO2对焦炉煤气中的甲烷进行改质后作为高温还原气体吹入高炉。这些工艺技术的原本目的就是要大幅度降低焦比，它们与炉顶煤气循环在技术方面有许多共同点和参考之处。已对高炉内煤气的渗透进行了广泛的研究，如模型计算和炉身煤气喷吹等。 在以氧气高炉外加CO2分离并进行炉顶煤气循环工艺为基础的整个炼铁厂的CO2产生量中，根据模型计算可知利用炉顶煤气循环可将高炉还原剂比降到434kg/t。由于不需要热风炉，因此可减少该工序产生的CO2。但另一方面，由于制氧消耗的电力会使电厂增加CO2的产生量。总的来说，可以减少CO2排放9%。如果在制氧过程中能使用外部产生的清洁能源，削减CO2的效果会进一步增大。 这些技术的发展趋势因循环煤气量的分配和供给下道工序能源设定的不同而不同，其中还包括了其它的条件。 采用模拟模型求出的CO2削减率的变化。 上部基准线为输入碳的削减率。如果能排除因CO2分离而固定的CO2，作为出口侧基准线的CO2就能减少大约50%。也就是说，如果能从单纯的CO2分离向CO2的输送、存贮和固定进行展开，就能大幅度削减CO2。但是，为同时减少供给下道工序的能源，因此同时对下道工序进行节能是很重要的。在一般炼铁厂的下道工序中需要0.8-1.0Gcal/t的能源，在考虑补充能源的情况下，***好使用与碳无关的能源。如果能忽略供给下道工序的能源，***大限度地使用生产中所产生的气体，如炉顶煤气的循环利用等，就可以减少大约25%的输入碳。这相当于欧洲ULCOS的新型高炉（NBF）的目标。 2.炉顶煤气循环利用和氢气利用的评价 为减少CO2排放，日本政府正在积极推进COURSE50项目。所谓COURSE50项目就是通过采用创新技术减少CO2排放，并分离、回收CO2，50指目标年是2050年。 炉顶煤气循环利用和氢气利用的工艺是由对焦炉煤气中的甲烷进行水蒸汽改质、使氢增加并利用这种氢进行还原的方法和从高炉炉顶煤气中分离CO2再将炉顶煤气循环利用于高炉的工艺构成。在利用氢时由于制氢需要消耗很多的能源，因此总的工艺评价产生了问题，但该工艺能通过利用焦炉煤气的显热来补充水蒸汽改质所需的热能。计算结果表明，由于CO2的分离、固定和氢的利用，高炉炼铁可减少CO2排放30%。氢还原的优点是还原速度快。但由于氢还原是吸热反应，与CO还原不同，因此必须注意氢还原扩大时高炉上部的热平衡。根据理查德图对从风口喷吹氢时的热平衡进行了计算。结果可知，当从风口喷吹的氢还原率比普通操作倍增时，由于氢还原的吸热反应和风口回旋区温度保障需要而要求富氧鼓风的影响，高炉上部气体的供给热能和固体侧所需的热能没有多余，接近热能移动的操作极限，因此难以大量利用氢。如果高炉具备还原气体的制造功能，并能使用天然气或焦炉煤气等氢系气体，那么利用气体中的C成分就能达到热平衡，还能分享到氢还原的好处。在各种气体中，天然气是***好的气体。在一面从外部补充热能，一面制氢的工艺研究中还包含了优化喷吹量和优化喷吹位置等课题。 高炉内的还原可分为CO气体间接还原、氢还原和直接还原，根据其还原的分配比可以明确还原平衡控制、炉顶煤气循环或氢还原强化的方向。根据模型计算可知，在普通高炉基本条件下，CO间接还原为62%、氢还原为11%、直接还原为27%。 在氧气高炉的基础上对炉顶煤气进行CO2分离，由此可提高返回高炉内的CO气体的还原能力，此时虽然CO气体的还原能力会因循环气体量分配的不同而不同，但CO还原会提高到大约80%，直接还原会下降到10%以下。根据喷吹的氢系气体如COG、天然气和氢的计算结果可知，在氢还原加强的情况下，会出现氢还原增加、直接还原下降的情况。另一方面，循环气体的上下运动会使输入碳减少，实现低碳炼铁的目标。另外，当还原气体都是从炉身部吹入时，其在炉内的浸透和扩散会影响到还原效果。根据模型计算可知，气体的渗透受动量平衡的控制。采用CH4对CO2进行改质，并以炉顶煤气中的CO2作为改质源，还原气体的性状不会偏向氢。 从CO2总产生量***小的观点来看，在炉顶煤气循环和氧气高炉的基础上，还要考虑喷吹还原气体时的工艺优化。在2050年实现COURSE50项目后，为追求新的炼铁工艺，还必须对热风高炉的基础概念做进一步的研究。 3.欧洲ULCOS ULCOS是一个由欧洲15国48家企业和研究机构共同参与的研究课题，始于2004年，它以欧盟旗下的煤与钢研究基金（RFCS基金）推进研究。 该研究课题由9个子课题构成，技术研究范围很广，甚至包括了电解法炼铁工艺研究。重点是高炉炉顶煤气循环为特征的新型高炉（NBF）、熔融还原（HIsarna）和直接还原工艺的研究。当前，在推进这些研究的同时，要全力做好未来削减CO2排放50%目标的***佳工艺的研究。目前，研究的核心课题是NBF。根据还原气体的再加热、还原气体的喷吹位置，对4种模型进行了研究。 作为NBF工艺的验证，采用了瑞典的MEFOS试验高炉（炉内容积8m3），从2007年9月开始进行6周NBF实际操作试验。在两种模型条件下，用VPSA对炉顶煤气中的CO2进行吸附分离，然后从高炉风口和炉身下部进行喷吹试验，结果表明可削减输入碳24%。今后，加上可再生物的利用，能够实现削减CO2排放50%左右的目标。为验证实际高炉中喷吹还原气体的效果，下一步准备采用小型商业高炉进行炉顶煤气循环试验，但由于研究资金的问题，研究进度有些迟缓。 另外，荷兰CORUS将开始进行HIsarna熔融还原工艺的中间试验。该技术是将澳大利亚的HIsmelt技术与20世纪90年代CORUS开发的CCF（气体循环式转炉）结合的工艺。该工艺的特征是，先将煤进行预处理，炭化后作为熔融还原炉的碳材，通过二次燃烧使熔融还原炉产生的气体变成高浓度CO2，然后对CO2进行分离，并将产生的热能变换成电能。氢的利用也是ULCOS研究的课题之一，主要目的是利用天然气的改质，将氢用于矿石的直接还原。这不仅仅是针对高炉的研究课题，同时还涉及实施国的各种不同的实际工艺研究。 4.与资源国的合作和分散型炼铁厂的构想 钢铁生产国从资源国进口了大量的煤和铁矿石，从物流方面来看，钢铁生产是从资源国的开采就开始了。从削减CO2的观点来看，并没有从开采、输送和钢铁生产的全过程来研究***佳的CO2减排办法。就铁矿石而言，它是产生CO2的物质根源，钢铁生产国在进口铁矿石的同时也进口了铁矿石中的氧和铁，因此钢铁生产国几乎统包了CO2产生的全过程。虽然对煤进行了预处理，但从经济性方面来看，为实现削减CO2的低碳高炉操作，应加强与之相符的原料性状的管理，如原料的品位等。同时应在大量处理原料的资源国加强对原料性状的改善，研究减少CO2排放的方法。铁矿石中的氧、脉石、水分和煤中的灰分与高炉还原剂比有直接的关系，在钢铁生产中因脉石和灰分而产生的高炉渣会增加CO2的产生量。因此，如果资源国能进一步提高铁矿石和煤的品位，就能改善焦炭和烧结矿的性状、降低焦比，从而有助于高炉实现低还原剂比操作。根据计算可知，煤灰分减少2%，可降低还原剂比10kg/t铁水。另外，从削减CO2排放的观点来看，还应该考虑从资源开采到钢铁产品生产全过程的各种CO2减排方法。 日本田中等人提出了以海外资源国生产还原铁为轴线的分散型炼铁厂的构想。目前，人们重视大型高炉的生产率，追求集中式的生产工艺，但对于资源问题和削减CO2的问题缺乏应对能力。从这些观点来看，应把作为粗原料的铁的生产分散到资源国，通过合作来解决目前削减CO2的课题。扩大废钢的使用，可以大幅度减少CO2的排放，但日本废钢的进口量有限，因此日本提出了实现清洁生产应将生产地域分散，确保铁源的构想。 还原铁的生产方法有许多种，下面只介绍可使用普通煤的转底炉生产法的ITmk3和FASTMET。它们不受原料煤的制约，采用简单的方法就能生产还原铁。还原铁可大幅度提高铁含量，它可以加入高炉。虽然在使用煤基的高炉上削减CO2的效果不明显，但在使用天然气生产还原铁时可以大幅度减少CO2的产生。还原铁和废钢的混合使用可以削减CO2。目前一座回转炉年生产还原铁的***大量为100万t左右，如果能与盛产天然气的国家合作，也有助于日本削减CO2的产生。欧洲的ULCOS工艺在利用还原铁方面也引人关注。 5.结束语 对于今后削减CO2的要求，应通过改善工艺功能实现低碳和脱碳炼铁。在这种情况下，将低碳和脱碳组合的多角度系统设计以及改善炼铁原料功能很重要。作为高炉的未来发展，可以考虑几种以氧气高炉为基础的低CO2排放工艺，通过与喷吹还原气体用的CO2分离工艺的组合，就能显示出其优越性。如果能以CO2的分离、存贮为前提，选择的范围会扩大，但在实现CCS方面还存在一些不确定的因素。尤其是，日本对CCS的实际应用问题还需进行详细的研究。以CCS为前提的工艺设计还存在着危险性，需要将其作为未来的目标进行研究开发，但必须冷静判断。钢铁生产设备的使用年限长，2050年并不是遥远的未来，应考虑与现有高炉的衔接性，明确今后的技术开发目标。 今后的问题是研究各种新工艺的验证方法。商用高炉为5000m3，要在大型高炉应用目前还是个问题。欧洲的ULCOS只在8m3的试验高炉上进行基础研究，还处在工艺原理的认识阶段，商用高炉的试验还停留在计划阶段。日本没有做验证的设备。
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