Izdelava 410 delov iz nerjavečega jekla s silicijevim dioksidom, ki tehtajo 205 gramov, s površinskimi napakami zaradi oksidacije: vzroki in rešitve

Pri uporabi cirkonovega prahu/peska kot površinskega sloja se pri izdelavi delov iz nerjavečega jekla 410 pojavijo oksidacijske točke in lise (zlasti majhni deli, ki tehtajo okoli 200 gramov). Kako naj raziščemo vzroke in razvijemo rešitve. Analizirajmo glavne zaključke enega za drugim: te "točkovne in pikčaste" oksidacije običajno ne povzroči en sam dejavnik, temveč rezultat burne reakcije med visoko aktivno jekleno tekočino in lokalno kontaminirano površino lupine. Temeljni vzrok težave je predvsem v "kakovosti lupine" in "reakciji vmesnika jeklene lupine s tekočino".

1、 Analizirani so glavni razlogi za nastanek oksidacijskih lis/lig v kombinaciji z značilnostmi "površinske plasti cirkonovega prahu/peska" in "točkovne oksidacije". Glavni razlogi so po možnosti razvrščeni na naslednji način:

1. Kontaminacija površinske plasti ohišja (glavni osumljenec) Sam material iz cirkonijevega oksida: slaba kakovost ali vlažen cirkonijev prah/pesek lahko vsebuje nečistoče, kot sta železov oksid (Fe ₂ O3) in titanov oksid (TiO ₂). Pri visokih temperaturah bodo te nečistoče kemično reagirale z elementi, kot sta krom (Cr) in aluminij (Al) v nerjavnem jeklu, pri čemer bodo na površini ulitka ostale lokalizirane reakcijske oznake (t.j. oksidacijske oznake). Onesnaženje med delovanjem: V delavnici za izdelavo školjk se lahko med postopkom premazovanja površine ali brušenja primešajo rja, prah in organske snovi (kot so vlakna rokavic in maščobe). Ta onesnaževala bodo po kalcinaciji lupine lokalno tvorila "šibke točke" z nizkimi tališči ali visoko aktivnostjo. Stabilnost silicijevega sola: če ima silikagel lokalni gel ali onesnaženje, bo to vplivalo na enakomernost prevleke, kar bo povzročilo nezadostno lokalno trdnost ali obogatitev z nečistočami.

2. Nezadostno praženje lupine in preostala vlaga (ključni razlog): Ostanki vlage so eden najpogostejših razlogov za nastanek "oksidacijskih točk". Če je temperatura praženja lupine nezadostna (<900 ℃) ali čas izolacije ni dovolj, bo v globokih plasteh lupine (zlasti debelih in velikih lupin) ostala kristalna voda ali kemična voda. Ko se vbrizga visokotemperaturno staljeno jeklo, voda takoj izhlapi, parni tlak pa je izjemno visok, prebije strjeno tanko lupino na sprednji strani staljenega jekla, izpostavi sveže staljeno jeklo v notranjosti in je podvrženo oksidacijski reakciji z vodno paro: Fe+H ₂ O → FeO+H ₂, ki tvori točke, kot so jamice in oksidne luske. Ostanki organskega ogljika: Nepopolno praženje lahko privede do karbonizacije organskih spojin v silicijevem solu in sredstvih za ločevanje plesni namesto popolnega zgorevanja, kar tvori lokalizirana območja, bogata z ogljikom. Ko pride staljeno jeklo v stik s tem območjem, bo ogljik zmanjšal SiO ₂ v lupini, pri čemer bo nastal plin CO, ki bo prav tako poškodoval površino staljenega jekla in povzročil lokalno oksidacijo in naogljičenje.

3. Nezadostna zaščita pred taljenjem in izlivanjem (temeljni razlog) nepopolna deoksidacija: krom v nerjavnem jeklu 410 je nagnjen k oksidaciji. Če je končna deoksidacija (običajno z uporabo aluminija) nezadostna, bo vsebnost raztopljenega kisika v staljenem jeklu visoka in se bo na koncu strjevanja nagnilo k agregiranju na površini ali združitvi z reaktanti lupine, pri čemer bodo nastali točkasti oksidi. Nezadosten pretok zaščite pri litju: Če je zračni tok prešibek, neenakomerno razpršen ali moten, tudi pri zaščiti s plinom argonom bo zrak še vedno vlečen v curek litka in posodo za litje, zaradi česar kapljice jekla brizgajo in oksidirajo ter skupaj s tokom vstopijo v votlino kalupa in tvorijo razpršene oksidacijske točke.

4. Neusklajenost procesnih parametrov (sprožilni faktor) Neskladje med temperaturo lupine in temperaturo vlivanja: Temperatura predgretja lupine je prenizka (na primer <600 ℃), medtem ko je temperatura vlivanja staljenega jekla previsoka. Temperaturna razlika med obema je prevelika, kar bo okrepilo eksplozijo mejnega plina in toplotni šok ter sprožilo točkovne reakcije. Pregrevanje staljenega jekla: Previsoka temperatura taljenja (na primer nad 1650 ℃) bo okrepila kemično reaktivnost med staljenim jeklom in lupino.

2、 Sistematična rešitev (od nujnega do temeljnega vzroka) 1. korak: Preiskava in ravnanje v nujnih primerih na kraju samem (takojšnja izvedba)

1. Preverite peč za peko školjk: umerite instrument za merjenje temperature. Prepričajte se, da je temperatura praženja ≥ 950 ℃ in čas zadrževanja ≥ 2 uri (odvisno od povečanja debeline lupine) in preverite kroženje atmosfere peči, da zagotovite odvajanje izpušnih plinov.

2. Preverite surovine: Vzemite novo serijo cirkonijevega prahu/peska visoke čistosti (kemično čistega ali prvega razreda) za primerjalno testiranje. Posebno pozornost posvetite vsebnosti železa (Fe) in titana (Ti).

3. Preverite okolje za izdelavo školjk: Očistite delavnico za izdelavo školjk, zagotovite, da je površinski premaz izoliran od območja brušenja, in preprečite onesnaženje s prahom rje. Preverite silicijev dioksid za delce ali gel.

4. Okrepite zaščito pri litju: začasno povečajte moč zaščite s plinom argonom, da zagotovite, da bo izlivna skodelica med litjem popolnoma prekrita s plinom argonom.

2. korak: Kratkoročna optimizacija procesa (v 1-2 tednih)

1. Optimizirajte postopek praženja: izvedite "praženje s postopnim segrevanjem": povečajte čas izolacije v fazi 400–600 ℃, da omogočite popolno razgradnjo in izhlapevanje organskih snovi; Vzdržujte zadostno izolacijo nad 900 ℃ za izgon kemične vode. Pomembne komponente prelijemo takoj po peki ali shranimo v pečici pri visoki temperaturi (>200 ℃), da preprečimo vpijanje vlage.

2. Okrepitev obdelave taline: stroga končna dezoksidacija: pred vrezovanjem vstavite aluminijasto žico v globoki del staljenega jekla za končno dezoksidacijo in nadzorujte vsebnost preostalega aluminija pri 0,02% -0,08%. Ustrezno znižajte temperaturo izlivanja: ob predpostavki, da zagotovite popolno polnjenje, znižajte temperaturo izlivanja od pregretja (kot je 1550 ℃) za 10-20 ℃, da zmanjšate toplotne reakcije.

3. Prilagodite temperaturo lupine kalupa: skrajšajte interval med vzetjem lupine kalupa iz peči in vlivanjem na najkrajši možni čas, pri čemer zagotovite, da je temperatura znotraj lupine kalupa med 800-900 ℃. Visokotemperaturne lupine lahko zmanjšajo razlike v temperaturi vmesnika in zagotovijo gladko strjevanje staljenega jekla.

3. korak: Dolgoročni sistematični nadzor (temeljna rešitev)

1. Material ohišja in nadgradnja postopka: Preizkus zamenjave materiala površinske plasti: Če se težava ne odpravi, razmislite o zamenjavi materiala površinske plasti z bolj inertnim taljenim aluminijevim oksidom (Al ₂ O3) ali "belim korundom". Čeprav so stroški višji, je reaktivnost jekla z visoko vsebnostjo kroma nižja. Uvedba postopka sintranja površinske plasti: Po zaključku izdelave površinske plasti in lupine druge plasti se doda dodatno sintranje pri nizki temperaturi (800 ℃), da se površinska plast zgosti in vnaprej odstranijo nekatere snovi, ki oddajajo plin.

2. Nadgradnja sistema taljenja in vlivanja: izvedba taljenja z argonsko zaščito: uporaba plina argona za pokrivanje ali vpihovanje med taljenjem v indukcijski peči. Uporaba vlivanja v vakuumu ali zaščitni atmosferi: Za izdelke z velikim povpraševanjem je naložba v ulivanje v vakuumski indukcijski peči ali livarske škatle, napolnjene z argonom, najbolj temeljita rešitev.

3. Vzpostavite točke spremljanja procesa: Pregled surovin: Izvedite vzorčenje vsebnosti nečistoč za vsako serijo cirkonijevega prahu. Evidenca praženja školjk: Vzpostavite spremljanje krivulje temperature in časa za vsako peč za praženje. Zemljevid napak pri litju: fotografirajte in arhivirajte lokacijo in morfologijo oksidacijskih točk, analizirajte korelacijo s položajem drevesa in izsledite vir onesnaženja.

Povzemite priporočeni postopek odpravljanja težav za "oksidacijske točke/lise na površinski plasti cirkonijevega peska v prahu v 205-gramskem ulitku". Priporočljivo je, da odpravljanje težav določite po prednosti na naslednji način:

1. Primarni sum: Ali je pečenje lupine zadostno? Izvedite primerjalne poskuse s povečanjem temperature praženja in časa zadrževanja.

2. Sekundarni sum: Ali je material cirkon čist? Zamenjajte serijo znanih materialov visoke čistosti za primerjalno testiranje.

3. Hkrati preverite: Ali je zaščita pred polivanjem res učinkovita? Preverite stanje pretoka zraka na cevovodu za argon, merilniku pretoka in posodi za kanale.

4. Končna optimizacija: Prilagodite ujemanje procesnih parametrov, predvsem temperaturo lupine in temperaturo vlivanja. Z zgornjim sistematičnim raziskovanjem in optimizacijo, zlasti z zagotavljanjem absolutne suhosti in čistoče lupine ter krepitvijo zaščite vmesnika, je mogoče učinkovito odpraviti oksidacijske točke in madeže na površini preciznih ulitkov iz nerjavečega jekla 410.