1.谁有关于钢铁冶炼过程的论文/
钢、铁冶金工艺的总称。工业生产的铁根据含碳量分为生铁(含碳量2%以上)和钢(含碳量低于2%)。基本生产过程是在炼铁炉内把铁矿石炼成生铁,再以生铁为原料,用不同方法炼成钢,再铸成钢锭或连铸坯。
铁冶炼现代炼铁绝大部分采用高炉炼铁,个别采用直接还原炼铁法和电炉炼铁法。高炉炼铁是将铁矿石在高炉中还原,熔化炼成生铁,此法操作简便,能耗低,成本低廉,可大量生产。生铁除部分用于铸件外,大部分用作炼钢原料。由于适应高炉冶炼的优质焦炭煤日益短缺,相继出现了不用焦炭而用其他能源的非高炉炼铁法。直接还原炼铁法,是将矿石在固态下用气体或固体还原剂还原,在低于矿石熔化温度下,炼成含有少量杂质元素的固体或半熔融状态的海绵铁、金属化球团或粒铁,作为炼钢原料(也可作高炉炼铁或铸造的原料)。电炉炼铁法,多采用无炉身的还原电炉,可用强度较差的焦炭(或煤、木炭)作还原剂。电炉炼铁的电加热代替部分焦炭,并可用低级焦炭,但耗电量大,只能在电力充足、电价低廉的条件下使用。
钢冶炼炼钢主要是以高炉炼成的生铁和直接还原炼铁法炼成的海绵铁以及废钢为原料,用不同的方法炼成钢。主要的炼钢方法有转炉炼钢法、平炉炼钢法、电弧炉炼钢法3 类(见钢,转炉,平炉,电弧炉)。以上3种炼钢工艺可满足一般用户对钢质量的要求。为了满足更高质量、更多品种的高级钢,便出现了多种钢水炉外处理(又称炉外精炼)的方法。如吹氩处理、真空脱气、炉外脱硫等,对转炉、平炉、电弧炉炼出的钢水进行附加处理之后,都可以生产高级的钢种。对某些特殊用途,要求特高质量的钢,用炉外处理仍达不到要求,则要用特殊炼钢法炼制。如电渣重熔,是把转炉、平炉、电弧炉等冶炼的钢,铸造或锻压成为电极,通过熔渣电阻热进行二次重熔的精炼工艺;真空冶金,即在低于1个大气压直至超高真空条件下进行的冶金过程,包括金属及合金的冶炼、提纯、精炼、成型和处理。
钢液在炼钢炉中冶炼完成之后,必须经盛钢桶(钢包)注入铸模,凝固成一定形状的钢锭或钢坯才能进行再加工。钢锭浇铸可分为上铸法和下铸法。上铸钢锭一般内部结构较好,夹杂物较少,操作费用低;下铸钢锭表面质量良好,但因通过中注管和汤道,使钢中夹杂物增多。近年来,在铸锭方面出现了连续铸钢、压力浇铸和真空浇铸等新技术
2.我要写一篇论文课题名称:电火花线切割在模具产品加工中的实际应
在各种金属加工中得到了广泛的应用,但在线切割加工过程中,模具易产生变形和产生裂纹,造成零件的报废,使得成本增加等问题屡屡发生。
所以,线切割加工中模具的变形和开裂问题,也越来越引起人们的关注,多年来,人们对线切割加工的变形和开裂认识不够,往往造成线切割加工部门与来料加工者之间相互推脱责任,产生矛盾。 其实,变形和开裂的原因是多方面的,如材料问题、热处理问题、结构设计问题、工艺安排问题及线切割时工件的装夹和切割线路选择的问题等等。
在这诸多因素中,能否找到线切割加工变形和开裂规律呢? 提出了以下防止变形和开裂的措施。 一:产生变形及裂纹的主要因素 在生产实践中,作者经过大量的实例分析,发现线切割加工产生变形和裂纹与下列因素有关。
1.1与零件的结构有关 1)凡窄长形状的凹模、凸模易产生变形,其变形量的大小与形状复杂程度、长宽比、型腔与边框的宽度比有关。形状越复杂,长宽比及型腔与边框宽度比越大,其模具变形量越大。
变形的规律是型腔中部瘪入,凸模通常是翘曲;2)凡是形状复杂清角的淬火型腔,在尖角处极易产生裂纹,甚至易出现炸裂现象。其出现的频率与材料的成分、热处理工艺等有关;3)圆筒形壁厚较簿零件,若在内壁进行切割,易产生变形,一般由圆形变为椭圆形。
若将其切割缺口,在即将切透时易产生炸裂现象;4)由零件外部切入的较深槽口,易产生变形,变形的规律为口部内收,变形量的大小与槽口的深度及材料性质有关。 1.2与热加工工艺有关 1)模具毛坯在锻造时始锻温度过高或过低,终锻温度偏低的零件;2)终锻温度过高,晶粒长大,终锻后冷却速度过慢,有网状碳化物析出的模坯;3)锻坯退火没有按照球化退火工艺进行,球化珠光体超过5级的零件;4)淬火加热温度过高,奥氏体晶粒粗大,降低材料强韧性,增加脆性;5)淬火工件未及时回火和回火不充分的零件。
1.3与机械加工工艺有关 1)面积较大的凹模,中间大面积切除而又事先未挖空,因切去框内较大的体积,框形尺寸将产生一定的变形;2)凡坯料中无外形起点穿丝孔,不得不从坯料外切入的,不论其凸模回火和形状如何,一般容易产生变形,尤其是淬火件变形严重,甚至在切割中产生裂纹;3)对热处理后的磨削零件,无砂轮粒度、进刀量、冷却方式等工艺要求,磨削后表面有烧伤及微裂纹等疵病的零件。 1.4与材料有关 1)原材料存在严重的碳化物偏析;2)淬透性差、易变形的材料,如T10A、T8A等。
1.5与线切割工艺有关 1)线切割路径选择不当,易产生变形;2)工件的夹压方式不可靠、夹压点的选择不当,均易产生变形;3)电规准选择不当,易产生裂纹。 二:防止变形和开裂的措施 找到了变形和开裂的原因,即可对症下药采取相应的措施予以避免,防止变形、开裂。
具体的措施可以从以下几个方面入手: 2.1 选择变形量较小的材料,采用正确的热处理工艺 为了防止和减少变形、开裂,对需要线切割加工的模具,应对材料的选择、热加工、热处理直到制成成品的各个环节都要充分关注和重视; 1)严格检查原材料化学成分、金相组织和探伤,对于不合格原材料和粗晶粒钢材及有害杂质含量超标钢材不宜选用;2)尽量选用真空冶炼、炉外精炼或电渣重熔钢材;3)避免选用淬透性差、易变形材料;4)坯料应合理锻造,遵守镦粗、拔长、锻压比等锻造守则,原材料长度与直径之比即锻造比最好选在2-3之间; 5)改进热处理工艺,采用真空加热、保护气氛加热和充分脱氧盐浴炉加热及分级淬火、等温淬火;6)选择理想的冷却速度和冷却介质;7)淬火钢应及时回火,尽量消除淬火内应力,降低脆性;8)用较长时间回火,提高模具抗断裂韧性值; 9)充分回火,得到稳定组织性能;10)多次回火使残余奥氏体转变充分和消除新的应力;11)对于有第二类回火脆性模具钢高温回火后应快冷(水冷或油冷),可消除二类回火脆性;12)模具钢化学处理之前进行扩散退火、球化退火、调质处理,充分细化原始组织。 2.2合理安排机械加工工艺 1)线切割工件坯料的大小,要根据零件的大小确定,不宜太小。
一般情况下,图形应位于坯料中部或离毛坯边缘较远而不易产生变形的位置上,通常应取图形到坯料边距大于10mm;2)凡较大的型腔或窄长而复杂的凸模,配制坯料时要改变传统的实心板料习惯。大框型腔、窄长型腔等易变形零件,其中间部位应镂空。
这样淬火时表里状况得以改善,温差小,产生的应力小,同时切割时切除的体积也就小,应力达到平衡也就不至受破坏;3)在模具使用允许的情况下,大框形型腔零件的清角处,应适当增加工艺圆角R,或在线切割之前将清角处钻空,以缓解应力集中的现象;4)对凸模零件,在淬火之前应在凸块坯料中钻外形起点的穿丝孔,使工件在切割时保持内应力平衡且不被破坏,以免从材料外切入引起开裂变形。 2.3优化线切割加工的工艺方案,选择合理的工艺参数 2.3.1该进切割方法 1)改变一次切割到位的传统习惯为粗、精二次切割,以便第一次粗切割后的变形量在精切割时及时地被修正。
一般精切割时的切割量应根据第一次切割后的变形量大。
3.电渣重熔的应用成果
近些年来,电渣熔铸新工艺逐渐引起了国内外工程技术界的重视,许多工业部门在加紧研究和使用电渣熔铸产品。在发展这项新工艺方面,原苏联、日本和美国的研究成果较多,其次是西德、捷克斯洛伐克、英国、瑞典和法国。东北大学电冶金研究室在发展电渣熔铸新工艺以及研制使用它的异型件方面取得了以下成果:?
电渣熔铸冷轧辊、阀体、三通管、厚壁中空管、石油裂解炉管、齿轮毛坯、各种模具(包括冲压模具)和柴油机曲轴等。
目前,国外著名的电渣炉制造厂家,如美国的CONSARC、德国的ALD和奥地利的INTECO等公司均采用基于PLC和工控机的2级计算机控制系统,能实现整个重熔过程的设备和工艺的全自动控制。
东北大学从20世纪90年代开始研制以液压传动或滚珠丝杠传动为核心的新型机械设备,以工控机和PLC为硬件,以专家控制为软件的智能化计算控制系统的新一代电渣炉,目前已有近20台设备成功应用于国内的工业生产中,使用效果良好。
把平炉、转炉、电弧炉或感应炉冶炼的钢铸造或锻压成为电极,通过熔渣电阻热进行二次重熔的精炼工艺,英文简称ESR。美国霍普金斯(R.K.Hopkins)于20世纪40年代首先提出这种精炼方法的原理。其后苏联和美国相继建立工业生产用的电渣炉。60年代中期由于航空、航天、电子、原子能等工业的发展,电渣重熔在苏联、西欧、美国获得较快的发展。生产的品种包括:优质合金钢、高温合金、精密合金、耐蚀合金以及铝、铜、钛、银等有色金属的合金。1980年世界电渣重熔钢生产能力已超过120万吨。中国1960年建成第一座电渣炉,其后得到很大发展。最大的是上海重型机器厂电渣炉,钢锭重达200吨.大连远东工具的电渣重熔钢生产能力已经进入国内领先水平。
电渣重熔技术在军事上早有应用,坦克炮的寿命是衡量一个国家坦克制造水平的重要标志。以前俄罗斯及中国制造的坦克炮的寿命一般只有100-500发,而西方国家比如说德国的坦克炮采用了电渣重熔、内膛镀铬技术,使其寿命达到了800-1000发,大大提高了军事装备的水平。当然通过近年来的不断的科技投入,中国的坦克炮技术与西方国家的技术差距已相差不大。
4.电渣重熔的主要作用
电渣熔铸工艺从根本上解决了一般铸造工艺的主要矛盾,它综合了电渣重溶-获得高冶金质量的金属和铸造-浇铸异型零件精化毛坯的长处,并具有与普通冶炼的变形金属相近的致密组织以及无各向异性的特点。与普通锻件相比,电渣熔铸件的各项性能指标完全达到同钢种的变型金属指标,甚至还避免了锻件的一些不足之处。
5.电渣重熔的介绍
电渣重熔钢(electroslag remelting)是利用电流通过熔渣时产生的电阻热作为热源进行熔炼的方法。
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