Παραγωγή 410 εξαρτημάτων από ανοξείδωτο χάλυβα με sol silica, βάρους 205 γραμμαρίων, με ελαττώματα επιφανειακών κηλίδων οξείδωσης: αιτίες και λύσεις

Όταν χρησιμοποιείτε σκόνη/άμμο ζιργκόν ως επιφανειακό στρώμα, εμφανίζονται σημεία οξείδωσης και κηλίδες κατά την παραγωγή 410 εξαρτημάτων από ανοξείδωτο χάλυβα (ειδικά μικρά μέρη βάρους περίπου 200 γραμμαρίων). Πώς πρέπει να διερευνήσουμε τα αίτια και να αναπτύξουμε λύσεις. Ας αναλύσουμε τα βασικά συμπεράσματα ένα προς ένα: αυτή η οξείδωση «σημείου και σημείου» συνήθως δεν προκαλείται από έναν μόνο παράγοντα, αλλά μάλλον το αποτέλεσμα μιας βίαιης αντίδρασης μεταξύ υγρού από υψηλής ενεργότητας χάλυβα και τοπικά μολυσμένου κελύφους. Η βασική αιτία του προβλήματος έγκειται κυρίως στην "ποιότητα του κελύφους" και στην "αντίδραση διεπαφής υγρού κελύφους από χάλυβα".

1、 Αναλύονται οι κύριοι λόγοι για τον σχηματισμό κηλίδων/κηλίδων οξείδωσης, σε συνδυασμό με τα χαρακτηριστικά της «επιφανειακής στιβάδας σκόνης ζιργκόν/άμμου» και της «σημειακής οξείδωσης». Οι κύριοι λόγοι ταξινομούνται κατά σειρά πιθανότητας ως εξής:

1. Μόλυνση επιφανειακής στρώσης του κελύφους (πρωτεύων ύποπτος) Το ίδιο το υλικό ζιρκονίας: Κακής ποιότητας ή υγρή σκόνη/άμμος ζιρκονίας μπορεί να περιέχει ακαθαρσίες όπως οξείδιο σιδήρου (Fe 2 O3) και οξείδιο τιτανίου (TiO 2). Σε υψηλές θερμοκρασίες, αυτές οι ακαθαρσίες θα αντιδράσουν χημικά με στοιχεία όπως το χρώμιο (Cr) και το αλουμίνιο (Al) από ανοξείδωτο χάλυβα, αφήνοντας εντοπισμένα σημάδια αντίδρασης (δηλαδή σημάδια οξείδωσης) στην επιφάνεια της χύτευσης. Ρύπανση κατά τη λειτουργία: Στο εργαστήριο κατασκευής κελύφους, μπορεί να αναμειχθεί σκουριά, σκόνη και οργανική ύλη (όπως ίνες γαντιών και γράσο) κατά τη διαδικασία επίστρωσης ή λείανσης της επιφάνειας. Αυτοί οι ρύποι θα σχηματίσουν «αδύναμα σημεία» με χαμηλά σημεία τήξης ή υψηλή δραστηριότητα τοπικά μετά την πύρωση του κελύφους. Σταθερότητα του κολλοειδούς διοξειδίου του πυριτίου: εάν το κολλοειδές διοξείδιο του πυριτίου έχει τοπική γέλη ή ρύπανση, θα επηρεάσει την ομοιομορφία της επικάλυψης, με αποτέλεσμα την ανεπαρκή τοπική αντοχή ή τον εμπλουτισμό ακαθαρσιών.

2. Ανεπαρκές ψήσιμο κελύφους και υπολειμματική υγρασία (βασικός λόγος): Τα υπολείμματα υγρασίας είναι ένας από τους πιο συνηθισμένους λόγους σχηματισμού «σημείων οξείδωσης». Εάν η θερμοκρασία ψησίματος του κελύφους είναι ανεπαρκής (<900 ℃) ή ο χρόνος μόνωσης δεν είναι αρκετός, θα υπάρχει υπολειπόμενο κρυσταλλικό νερό ή χημικό νερό στα βαθιά στρώματα του κελύφους (ιδιαίτερα παχιά και μεγάλα κελύφη). Όταν εγχύεται λιωμένος χάλυβας υψηλής θερμοκρασίας, το νερό εξατμίζεται αμέσως και η τάση ατμών είναι εξαιρετικά υψηλή, διαπερνώντας το στερεοποιημένο λεπτό κέλυφος στο μπροστινό μέρος του τηγμένου χάλυβα, εκθέτοντας το φρέσκο ​​τηγμένο χάλυβα στο εσωτερικό και υφίσταται αντίδραση οξείδωσης με υδρατμούς: Fe+H2O → FeO+H2, σχηματίζονται κλίμακες οξείδωσης. Υπολείμματα οργανικού άνθρακα: Το ατελές ψήσιμο μπορεί να οδηγήσει σε ενανθράκωση οργανικών ενώσεων σε κολλοειδές διοξείδιο του πυριτίου και σε παράγοντες απελευθέρωσης μούχλας αντί για πλήρη καύση, σχηματίζοντας τοπικές περιοχές πλούσιες σε άνθρακα. Όταν ο τηγμένος χάλυβας έρθει σε επαφή με αυτήν την περιοχή, ο άνθρακας θα μειώσει το SiO 2 στο κέλυφος, παράγοντας αέριο CO, το οποίο επίσης θα καταστρέψει την επιφάνεια του τηγμένου χάλυβα και θα προκαλέσει τοπική οξείδωση και ενανθράκωση.

3. Ανεπαρκής προστασία από τήξη και έκχυση (βασικός λόγος) ατελής αποξείδωση: Το χρώμιο από ανοξείδωτο χάλυβα 410 είναι επιρρεπές σε οξείδωση. Εάν η τελική αποξείδωση (συνήθως με χρήση αλουμινίου) είναι ανεπαρκής, η περιεκτικότητα σε διαλυμένο οξυγόνο στον τετηγμένο χάλυβα θα είναι υψηλή και θα έχει την τάση να συσσωματώνεται στην επιφάνεια ή να συνδυάζεται με τα αντιδρώντα κελύφους στο τέλος της στερεοποίησης, σχηματίζοντας σημείο όπως οξείδια. Ανεπαρκής ροή προστασίας από χύτευση: Ακόμη και με προστασία αερίου αργού, εάν η ροή αέρα είναι πολύ αδύναμη, ανομοιόμορφα διασκορπισμένη ή διαταραγμένη, ο αέρας θα εξακολουθήσει να έλκεται στο ρεύμα χύτευσης και στο κύπελλο σπρέι, προκαλώντας σταγονίδια χάλυβα να πιτσιλίσουν και να οξειδωθούν και να εισέλθουν στην κοιλότητα του καλουπιού με το ρεύμα, σχηματίζοντας διάσπαρτα σημεία οξείδωσης.

4. Αναντιστοιχία παραμέτρων διεργασίας (παράγοντας ενεργοποίησης) Αναντιστοιχία μεταξύ θερμοκρασίας κελύφους και θερμοκρασίας έκχυσης: Η θερμοκρασία προθέρμανσης του κελύφους είναι πολύ χαμηλή (όπως <600 ℃), ενώ η θερμοκρασία έκχυσης του τηγμένου χάλυβα είναι πολύ υψηλή. Η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των δύο είναι πολύ μεγάλη, γεγονός που θα εντείνει την έκρηξη αερίου διεπαφής και το θερμικό σοκ και θα προκαλέσει σημειακές αντιδράσεις. Υπερθέρμανση τετηγμένου χάλυβα: Η υπερβολική θερμοκρασία τήξης (όπως η υπέρβαση των 1650 ℃) θα εντείνει τη χημική αντιδραστικότητα μεταξύ του τηγμένου χάλυβα και του κελύφους.

2, Συστηματική λύση (από την έκτακτη ανάγκη στη βασική αιτία) Βήμα 1: Επιτόπια διερεύνηση έκτακτης ανάγκης και χειρισμός (άμεση εκτέλεση)

1. Ελέγξτε τον φούρνο ψησίματος με κέλυφος: βαθμονομήστε το όργανο μέτρησης θερμοκρασίας. Βεβαιωθείτε ότι η θερμοκρασία ψησίματος είναι ≥ 950 ℃ και ο χρόνος διατήρησης είναι ≥ 2 ώρες (ανάλογα με την αύξηση του πάχους του κελύφους) και ελέγξτε την κυκλοφορία της ατμόσφαιρας του κλιβάνου για να διασφαλίσετε ότι τα καυσαέρια μπορούν να εκκενωθούν.

2. Ελέγξτε τις πρώτες ύλες: Πάρτε μια νέα παρτίδα σκόνης/άμμου ζιργκόν υψηλής καθαρότητας (χημικά καθαρής ή πρώτης ποιότητας) για συγκριτική δοκιμή. Δώστε ιδιαίτερη προσοχή στην περιεκτικότητά του σε σίδηρο (Fe) και τιτάνιο (Ti).

3. Ελέγξτε το περιβάλλον κατασκευής κελύφους: Καθαρίστε το εργαστήριο κατασκευής κελύφους, βεβαιωθείτε ότι η επιφανειακή επίστρωση είναι απομονωμένη από την περιοχή λείανσης και αποτρέψτε τη ρύπανση από σκόνη σκουριάς. Ελέγξτε το κολλοειδές διοξείδιο του πυριτίου για σωματίδια ή γέλη.

4. Ενισχύστε την προστασία χύτευσης: αυξήστε προσωρινά την αντοχή της προστασίας αερίου αργού για να διασφαλίσετε ότι το κύπελλο έκχυσης καλύπτεται πλήρως από αέριο αργό κατά τη χύτευση.

Βήμα 2: Βραχυπρόθεσμη βελτιστοποίηση διαδικασίας (εντός 1-2 εβδομάδων)

1. Βελτιστοποιήστε τη διαδικασία ψησίματος: εφαρμόστε το "βήμα ψησίματος θέρμανσης": αυξήστε το χρόνο μόνωσης στο στάδιο 400-600 ℃ για να επιτρέψετε στην οργανική ύλη να αποσυντεθεί πλήρως και να εξατμιστεί. Διατηρήστε επαρκή μόνωση πάνω από 900 ℃ για την αποβολή χημικού νερού. Για σημαντικά συστατικά, αδειάστε αμέσως μετά το ψήσιμο ή αποθηκεύστε σε φούρνο υψηλής θερμοκρασίας (>200 ℃) για να αποτρέψετε την απορρόφηση υγρασίας.

2. Επεξεργασία τήγματος ενίσχυσης: Αυστηρή τελική αποξείδωση: Πριν από το χτύπημα, εισάγετε το σύρμα αλουμινίου στο βαθύ μέρος του τηγμένου χάλυβα για τελική αποξείδωση και ελέγξτε την περιεκτικότητα σε υπολειμματικό αλουμίνιο στο 0,02% -0,08%. Μειώστε κατάλληλα τη θερμοκρασία έκχυσης: Με την προϋπόθεση της διασφάλισης πλήρους πλήρωσης, μειώστε τη θερμοκρασία έκχυσης από την υπερθέρμανση (όπως 1550 ℃) κατά 10-20 ℃ για να μειώσετε τις θερμικές αντιδράσεις.

3. Ρυθμίστε τη θερμοκρασία του κελύφους του καλουπιού: μειώστε το διάστημα μεταξύ του κελύφους του καλουπιού που βγαίνει από τον κλίβανο και χύνεται στον συντομότερο δυνατό χρόνο, διασφαλίζοντας ότι η θερμοκρασία μέσα στο κέλυφος του καλουπιού είναι μεταξύ 800-900 ℃. Τα κελύφη υψηλής θερμοκρασίας μπορούν να μειώσουν τις διαφορές θερμοκρασίας της διεπαφής και να εξασφαλίσουν ομαλή στερεοποίηση του τηγμένου χάλυβα.

Βήμα 3: Μακροπρόθεσμος συστηματικός έλεγχος (θεμελιώδης λύση)

1. Υλικό κελύφους και αναβάθμιση διεργασίας: Δοκιμή αντικατάστασης υλικού επιφανειακής στρώσης: Εάν το πρόβλημα παραμένει, εξετάστε το ενδεχόμενο να αντικαταστήσετε το υλικό επιφανειακής στρώσης με περισσότερη αδρανή τηγμένη αλουμίνα (Al 2 O3) ή "λευκό κορούνδιο". Αν και το κόστος είναι υψηλότερο, η αντιδραστικότητα με χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε χρώμιο είναι χαμηλότερη. Εισαγωγή της διαδικασίας πυροσυσσωμάτωσης επιφανειακής στρώσης: Μετά την ολοκλήρωση της κατασκευής του επιφανειακού στρώματος και του κελύφους του δεύτερου στρώματος, προστίθεται μια πρόσθετη πυροσυσσωμάτωση χαμηλής θερμοκρασίας (800 ℃) για να πυκνώσει το επιφανειακό στρώμα και να εξαλειφθούν εκ των προτέρων ορισμένες ουσίες που εκπέμπουν αέρια.

2. Αναβάθμιση του συστήματος τήξης και έκχυσης: εφαρμογή τήξης προστασίας αργού: χρήση αερίου αργού για κάλυψη ή φύσημα κατά την τήξη σε επαγωγικό φούρνο. Χρήση χύτευσης υπό κενό ή προστατευτικής ατμόσφαιρας: Για προϊόντα υψηλής ζήτησης, η επένδυση σε χύτευση σε κλίβανο τήξης κενού ή σε κιβώτια χύτευσης γεμάτα αργό είναι η πιο εμπεριστατωμένη λύση.

3. Καθορίστε σημεία παρακολούθησης της διαδικασίας: Επιθεώρηση πρώτων υλών: Πραγματοποιήστε δειγματοληψία περιεκτικότητας σε ακαθαρσίες για κάθε παρτίδα σκόνης ζιργκόν. Καταγραφή ψησίματος κελύφους: Καθορίστε την παρακολούθηση της καμπύλης χρόνου θερμοκρασίας για κάθε φούρνο ψησίματος. Χάρτης ελαττωμάτων χύτευσης: Τραβήξτε φωτογραφίες και αρχειοθετήστε τη θέση και τη μορφολογία των σημείων οξείδωσης, αναλύστε τη συσχέτιση με τη θέση του δέντρου και εντοπίστε την πηγή της ρύπανσης.

Συνοψίστε τη συνιστώμενη διαδικασία αντιμετώπισης προβλημάτων για το πρόβλημα "σημείων/κηλίδων οξείδωσης στο επιφανειακό στρώμα άμμου σκόνης ζιργκόν σε χύτευση 205 γραμμαρίων". Συνιστάται να δοθεί προτεραιότητα στην αντιμετώπιση προβλημάτων ως εξής:

1. Πρωταρχική υποψία: Είναι επαρκές το ψήσιμο του κελύφους; Πραγματοποιήστε συγκριτικά πειράματα αυξάνοντας τη θερμοκρασία ψησίματος και το χρόνο διατήρησης.

2. Δευτερεύουσα υποψία: Είναι το υλικό ζιργκόν καθαρό; Αντικαταστήστε μια παρτίδα γνωστών υλικών υψηλής καθαρότητας για συγκριτική δοκιμή.

3. Ελέγξτε ταυτόχρονα: Είναι πραγματικά αποτελεσματική η προστασία έκχυσης; Ελέγξτε την κατάσταση ροής αέρα στον αγωγό αργού, στον μετρητή ροής και στο κύπελλο ψεκασμού.

4. Τελική βελτιστοποίηση: Προσαρμόστε την αντιστοίχιση των παραμέτρων της διαδικασίας, κυρίως τη θερμοκρασία του κελύφους και τη θερμοκρασία έκχυσης. Μέσω της παραπάνω συστηματικής έρευνας και βελτιστοποίησης, ειδικά διασφαλίζοντας την απόλυτη στεγνότητα και καθαριότητα του κελύφους και την ενίσχυση της προστασίας της διεπαφής, μπορούν να εξαλειφθούν αποτελεσματικά τα σημεία και οι κηλίδες οξείδωσης στην επιφάνεια των 410 χυτών ακριβείας από ανοξείδωτο χάλυβα.