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1、2 0 0 5 中国铸造活动周论文集奥贝球铁( A D I ) 等温淬火连续生产线吴光英( 南京光英工业炉研究所，江苏南京2 1 0 0 0 9 )奥贝球铁，即等温淬火球铁( A D I ) 是上世纪6 0 7 0 年代开发的一种具有较高性价比的新型工程材料，热处理后有很好的综合性能。与同等韧性的普通球墨铸铁相比，其强度提高一倍，与合金钢相当，但其弹性模量低2 0 ( 减少接触应力) ，且减震性、减摩抗磨性更佳。美国科学家J o h nK e o u g h 认为A D I 是材料中的高科技产品。A D I 取代原球墨铸铁件、铸钢件、锻钢焊接件和某些铝合金件，在载重汽车、小轿车、柴油机、建筑机
2、械、铁路( 机车) 、农业机械、闸门工程等领域得到越来越多的应用，用来制造曲轴、齿轮、齿轮架、钢板弹簧支架、支撑座、衬套、发动机固定支架、连杆、缸体、风镐机头、万向连轴节、闸瓦、火车斜楔、销套、磨耗板、汽车轮毂等要求高强度、耐冲击、耐磨和有疲劳性能要求的零件。我国对A D I 的研究与开发，与芬兰、美国在同一起跑线上，硕果累累，是最早使用奥贝球铁产品的国家之一。当前，影响A D I 产品产业化的瓶颈之一是缺乏大批量生产的机械化和自动化程度较高的，并能稳定热处理质量的等温淬火炉机组( 生产线) 。目前国内已能生产箱式、立式和网带式等温淬火炉，2 0 0 4年，又开发出具有自主知识产权的推送式A
3、D I 等温淬火连续式生产线( 机组) ，已用于铁路货车车架立柱 磨耗板和牵引梁磨耗板的大批量生产。2 0 0 5 年又在试制立式等温淬火炉连续生产线( 机组) 。现将推送式和立式A D I 等温淬火炉的特性介绍如下。1推送式等温淬火连续生产线( 机组)1 1用途主要用于大型A D I 零件，和中小型( 如磨耗板、齿轮、销套等) 零件的大批量生产的等温淬火。1 2组成主要包括推送式加热炉( 可通保护气，或另配制氮机) 、等温硝盐槽、前清洗机、后清洗机、取( 送) 料机械手、运料小车和控制系统。控制系统包含西门子P L C 程序控制仪、微机、7 0 8 P 智能( P I D 自整定) 温度仪表
4、及固态继电器等装置，配有1 5 寸彩色监视显示器及打印机，对工艺数据实时显示和具有储存、历史查询和打印功能。1 3特点此生产线生产率高、产量大、质量稳定。全程采用P L C 微机编程，工控机协调各工序之间的动作，工艺调节范围大，控制精度高、可设定不同工艺参数，以适应不同牌号获得不同强度、硬度、韧性及耐磨性要求的A D I 零件等温淬火。加热炉分预热段和保温段，设有循环风扇，炉膛内各截面温度均匀性5 0 C ( 并可扩展采用控制气氛，进一步改善加热工件的表面质量) 。机械化程度高，由运料小车、液压推杆和机械手完成全程动作。机械手快捷进出料，减少工件转移时间( ，处理的零件变形小，硬度均匀。1 4
5、本机组的流程图和成套照片1 3 92 0 0 5 中国铸造活动周论文集拄运式生产线手面遗在_主推杆高精度加热炉机械手等温淬火盐槽清洗脱盐装置转运料车控制柜1 5主要技术规格和参数机纽型号G Y 0 4 - 3 1 0G Y 0 4 3 2 0G Y 0 4 3 3 0 加热送料等溢清洗加热送料等沮清洗加热送料肄温清洗 项目炉机械手淬火糟机炉机械手淬火槠机炉机械手淬火牺机额定功率1 2 0( k w )，1 4 021 3 332 5 52 2 05 52 73 0 07工作潞度9 5 02 2 0 08 0 9 5 02 0 02 0 08 09 5 02 2 0 0S O( )- - 9 5
6、 0- - 4 0 0- 1 5 09 5 0- 4 0 0一1 5 0- 9 5 04 0 01 5 03 0 4 0 0 06 0 0 0 炉膛5 尺寸，6 5 0可训4 m 33 m ，6 5 0可渊9 m 36 m 36 5 0可调1 2 m 39 m 3( m m )5 0 0 6 5 06 5 0，6 5 0r 件转移时闻i s )2 0 - 2 52 0 2 52 0 一2 5乍产率( k g m )2 5 0 - 3 2 05 0 0 一6 3 07 5 0 9 5 02立式等温淬火炉连续生产线( 机组)2 1用途此生产线主要用于曲轴和其它轴类零件的等温淬火。2 2组成本机组由
7、移动式加热炉、强循环硝盐槽、两台清洗机、装料台、卸料台、工件升降机构等组成。2 3特点、可移动式加热炉将工件在保护气氛下加热完毕，行至淬火槽上方，直接落人硝盐槽，转移时间不超过1 5 秒，等温槽用特种搅拌装置使盐温均匀，等温槽温差5 0 C 。、生产线配有温度和程序控制柜。控制系统包含西门子P L C 程序控制仪、微机、7 0 8 P 智能( P I D 白整定) 温度仪表及固态继电器等装置，配有1 5 寸彩色监视显示器及打印机，对工艺数据实时显示和具有储存、历史查询和打印功能。其主要工序由P L C 编程自动控制，生产效率高，工艺调节范围大，能适应不同牌号的等温淬火工艺要求。2 4立式等温淬
8、火炉机组工艺流程图1 4 02 0 0 5 中国铸造活动周论文集2 5机组主要技术规格和参数主推杆高精度加热炉机械手等温淬火盐槽清洗脱盐装置转运料车控制柜G Y 0 5 IJ 0G Y 0 5 1 2 0G Y 0 5 1 3 0艄项 j加热炉等瀣淬火槽加热炉等溢淬火槽j | 热炉等涩淬火搪额定功率( k w )7 59 01 1 01 3 01 6 51 9 0_ 最高温度( )9 5 04 0 09 5 04 9 5 04 0 ( )科靛尺J ( r a m )由6 0 0 X1 0 0 00 8 0 ( 1 2 0 00 1 0 0 0 1 4 0 0温度均匀性( )858585上件转移
9、时问( 秒)1 51 51 5最大装载量( k g )3 0 05 0 08 0 0生产牢( t ，年)9 m1 5 2 4 0 03生产实例1 、处理零件采用A D I 铁路货车用磨耗板工件尺寸：2 4 0 1 9 0X1 0 m m单件重量：3 4 k g硬度要求：4 5 5 0 H R C翘曲变形：O 4 m m 。每个料筐装1 7 0 片，零件间距：1 0 1 5m m ，总重量：5 7 0 k g2 、使用单位：江苏紫云铁路车辆配件有限公司( 江苏常州)3 、淬火加热温度：8 8 0 q C ，等温温度：2 6 0 5 。C等温时间：2 小时( 工作节拍6 0 分钟)单班( 8 小时
10、) 生产量4 5 吨。4 、处理结果：硬度4 6 l H R c ，翘曲变形0 2 5m m 。5 、金相组织合金相图片如下：1 4 l2 0 0 5 中国铸造活动周论文集6 、生产能力和估算成本每篮工件最重6 5 0k g ，工作节拍4 5 6 0 分钟。加热炉装4 篮，最重2 6 吨，奥氏体加热保温时间3 。4 h 。等淬池装2 篮，最重2 6 吨，等温淬火时间( 含清洗) 1 5 2 h 。生产率计算如下：型号G Y 0 5 1 1 0G Y 0 5 1 2 0G Y 0 5 1 3 0项目加热炉等沮淬火槽I 口热炉等温淬火槽加热炉等温淬火榴额定功率( I c W )7 59 01 1
11、01 3 01 6 5l 如最高温度( )9 5 04 0 09 5 04 0 09 5 04 0 0料燕尺_ C r a m )中6 0 0 l O o o中8 0 0 1 2 0 0中l ( 1 0 0 1 4 0 0温度均匀性( )土8585士85J = 件转移时闯( 秒)1 51 51 5最火装载最( k g )3 0 05 0 08 0 0生产率( t 年)9 0 01 5 0 02 4 0 04国内外的A D I 等温淬火生产线的比较1 4 22 0 0 5 中国铸造活动周论文集沙林公司瞢纛膏京光英 项目参敷单位欧利福 S K 刚L l NI 州譬E N炉业预热炉尺d 长宽X 高m
12、箱式1 7 I 4 X 1 4推式滚道式加热炉推送式3 8 X 0 6功率I c wl t ；o7 22 1 8 0 7X 0 6 5 - 1 4 舱m ，高 最高温度6 0 0 士1 0 炉聪内部I 区：6 舆氏体化炉睦竟X 商m1 7 7 1 20 9 X 0 6 X 0 4 5长6 A m 竟1 8 m2 区：8 0 0 “ C温功牢k W1 6 01 5 6 2 翟3 1 23 区 9 0 0 最高沮度1 0 0 01 0 0 09 5 09 5 0匝常使瑚沮虚8 5 0 5 8 5 5 土l O 鹪O 7 5 8 8 0 ) 0 0 5 “ C炉舆氏体化时阃h1 5 1 5I 51
13、5 2 hN 2 ：4 0 N m 3 h保护性气体N 2两院哪蜊嘲气N 2 ：1 6 N m o ：q 雠轴m女k 浴槽长宽高m2 8 X1 3 1 63 8 1 6 1 4容秘I n ，5 8 2 448 5 1 2等温功率k W2 1 6 7 2 X 3 淬火最豳沮发4 5 02 8 04 赫浴i E 常使用淑度3 0 0 _ 3 7 0 3 2 2 0 3 2 3 0 - 3 7 0 1 I J炉工件淬入时。池滠上升2 0 2 0 1 2搅拌蛔强絮2 2 k W 2 龠I 瞄缘7 S k W X 4 赍移动车冷却风阚2 2 k W X 2 台剐s 1 5 q c W X 2 台循环水T
14、 件从挑l 热炉节盐浴池上办时转移同S2 0I 号伯= 1 6 一1 7 s 2 5 3 01 51 8时阃淬入盐浴池中时问S5 l O2 号位2 0 吨I s消洗i i f 洗槽尺寸( 容戡) ll 抖2 撑3 撑清洗池2 0 3 m 1 30 90 1I 7 2 2 m 3 脱盐可选样水 娜m )脱盐红外线蒸发T 忭篮尺寸长宽x 高m1 2 X O 8 X 0 6 5O 8 I 2 O 60 8 9 5 xo 5 “ 8 o 4 8下件工件簸照敲k g2 2 02 工件重量( 每篮) 最大I g6 2 5 0 ( 厦堑3 5 0 )6 6 0 0 ( 最大6 5 0 )程序P L CP L
15、 C , 镀示阳形。打 控制P L CP L C 娃示、记泶显示打印印致绩曲线装机容盈k W加热3 2 0 k V v加热4 8 0 + 6 0总4 3 8 k W , 使用| 自 功率 正常使刖功率k W= 5 4 0效2 9 7 k W年时基数( 德年2 5 0 天积X m“X ，0“X m洲 生2 4 小时厌)产珂：循时间h2 543l ( O 7 5 。1 2 5 )褒单时产最v , g h6 0 0 2 5 = 2 4 03 5 0 4 = 8 7 56 0 0 3 t 2 0 06 0 吖l 6 0 0年产蠡【“年1 4 4 05 2 51 2 3 6 0 0外形J t 寸M1 9 8 9 4 6 5 X 6 1 I1 6 0 X 8 7 6 1 8 O 3 5 3 81 6 6 1 4 7 2 5 X 4 5公司报价外币7 8 5 万E U R2 0 2 3 万D M1 6 8 1 万E U R1 5 0 万元 造价换矩比比值7 447 4折含人民币n 元5 8 7 1 8 万元8 0 9 3 2 万元1 2 4 3 9 4 万元1 5 0 万元币1 4 3
