Proizvodnja 410 dijelova od nehrđajućeg čelika sa silika solom, težine 205 grama, s površinskim oksidacijskim točkama defekta: uzroci i rješenja

Kada se kao površinski sloj koristi prah/pijesak cirkona, u proizvodnji dijelova od nehrđajućeg čelika 410 pojavljuju se točke oksidacije i mrlje (osobito mali dijelovi težine oko 200 grama). Kako bismo trebali istražiti uzroke i razviti rješenja. Analizirajmo temeljne zaključke jedan po jedan: ova "točkasta i točkasta" oksidacija obično nije uzrokovana jednim čimbenikom, već rezultat burne reakcije između visoko aktivne čelične tekućine i lokalno kontaminirane površine ljuske. Glavni uzrok problema uglavnom leži u "kvaliteti školjke" i "reakciji sučelja čelične tekuće školjke".

1、 Analizirani su glavni razlozi za stvaranje oksidacijskih mrlja/mrlja, u kombinaciji sa karakteristikama "površinskog sloja cirkonskog praha/pijeska" i "točkaste oksidacije". Glavni razlozi poredani su po mogućnosti kako slijedi:

1. Kontaminacija površinskog sloja ljuske (primarni sumnjivac) Sam materijal cirkonija: Prah/pijesak cirkonija loše kvalitete ili vlažan može sadržavati nečistoće kao što su željezni oksid (Fe ₂ O3) i titan oksid (TiO ₂). Na visokim temperaturama, ove nečistoće će kemijski reagirati s elementima kao što su krom (Cr) i aluminij (Al) u nehrđajućem čeliku, ostavljajući lokalizirane tragove reakcije (tj. tragove oksidacije) na površini odljevka. Zagađenje tijekom rada: U radionici za izradu školjki, hrđa, prašina i organske tvari (kao što su vlakna rukavica i masnoća) mogu se umiješati tijekom procesa premazivanja površine ili brušenja. Ovi zagađivači formirat će "slabe točke" s niskim talištem ili visokom aktivnošću lokalno nakon kalcinacije školjke. Stabilnost silicij-sola: ako silika-sol ima lokalni gel ili onečišćenje, to će utjecati na ujednačenost premaza, što će rezultirati nedovoljnom lokalnom čvrstoćom ili obogaćivanjem nečistoćama.

2. Nedovoljno pečenje ljuske i zaostala vlaga (ključni razlog): Ostaci vlage jedan su od najčešćih razloga za stvaranje "oksidacijskih točaka". Ako je temperatura pečenja ljuske nedovoljna (<900 ℃) ili vrijeme izolacije nije dovoljno, bit će ostataka kristalne vode ili kemijske vode u dubokim slojevima ljuske (osobito debelih i velikih ljuski). Kada se ubrizga visokotemperaturni rastaljeni čelik, voda trenutačno isparava, a tlak pare je izuzetno visok, probijajući skrutnutu tanku ljusku na prednjem dijelu rastaljenog čelika, izlažući svježi rastaljeni čelik iznutra i podvrgavajući se oksidacijskoj reakciji s vodenom parom: Fe+H ₂ O → FeO+H ₂, stvarajući točke poput jama i oksidnih ljuskica. Ostaci organskog ugljika: Nepotpuno prženje može dovesti do karbonizacije organskih spojeva u silika solu i sredstvima za odvajanje plijesni umjesto potpunog izgaranja, stvarajući lokalizirana područja bogata ugljikom. Kada rastaljeni čelik dođe u dodir s ovim područjem, ugljik će reducirati SiO ₂ u ljusci, stvarajući plin CO, koji će također oštetiti površinu rastaljenog čelika i uzrokovati lokalnu oksidaciju i pougljičenje.

3. Nedovoljna zaštita od taljenja i lijevanja (temeljni razlog) nepotpuna deoksidacija: Krom u nehrđajućem čeliku 410 sklon je oksidaciji. Ako je konačna deoksidacija (obično korištenjem aluminija) nedovoljna, sadržaj otopljenog kisika u rastaljenom čeliku bit će visok i težit će agregaciji na površini ili kombinaciji s reaktantima ljuske na kraju skrućivanja, tvoreći točkaste okside. Nedovoljan protok zaštite od lijevanja: čak i sa zaštitom od plina argona, ako je protok zraka preslab, neravnomjerno raspršen ili poremećen, zrak će i dalje biti uvučen u mlaz odljevka i čašicu lijeva, uzrokujući prskanje i oksidaciju čeličnih kapljica te ulazak u šupljinu kalupa sa mlazom, stvarajući raspršene oksidacijske točke.

4. Neusklađenost procesnih parametara (faktor okidanja) Neusklađenost između temperature ljuske i temperature lijevanja: Temperatura predgrijavanja ljuske je preniska (kao što je <600 ℃), dok je temperatura lijevanja rastaljenog čelika previsoka. Temperaturna razlika između to dvoje je prevelika, što će pojačati eksploziju plina na sučelju i toplinski udar, te potaknuti točkaste reakcije. Pregrijavanje rastaljenog čelika: Previsoka temperatura taljenja (kao što je prekoračenje od 1650 ℃) pojačat će kemijsku reaktivnost između rastaljenog čelika i ljuske.

2、 Sustavno rješenje (od hitnog do temeljnog uzroka) Korak 1: Hitna istraga i rukovanje na licu mjesta (trenutno izvršenje)

1. Provjerite peć za pečenje ljuski: kalibrirajte instrument za mjerenje temperature. Pobrinite se da temperatura pečenja bude ≥ 950 ℃ i da je vrijeme držanja ≥ 2 sata (ovisno o povećanju debljine ljuske) i provjerite cirkulaciju atmosfere peći kako biste bili sigurni da se ispušni plin može ispustiti.

2. Provjerite sirovine: uzmite novu seriju cirkonskog praha/pijeska visoke čistoće (kemijski čistog ili prvog stupnja) za usporedno testiranje. Obratite posebnu pozornost na sadržaj željeza (Fe) i titana (Ti).

3. Provjerite okruženje za izradu školjki: Očistite radionicu za izradu školjki, osigurajte da je površinski premaz izoliran od područja brušenja i spriječite onečišćenje prašinom hrđe. Provjerite ima li u silicijevom solu čestica ili gela.

4. Pojačajte zaštitu od lijevanja: privremeno povećajte snagu zaštite plinom argonom kako biste osigurali da čaša za izlijevanje bude potpuno prekrivena plinom argonom tijekom lijevanja.

Korak 2: Kratkoročna optimizacija procesa (unutar 1-2 tjedna)

1. Optimizirajte proces prženja: primijenite "pečenje postupnim zagrijavanjem": povećajte vrijeme izolacije u fazi 400-600 ℃ kako biste omogućili da se organska tvar potpuno razgradi i ispari; Održavajte dovoljnu izolaciju iznad 900 ℃ za izbacivanje kemijske vode. Za važne komponente, ulijte odmah nakon pečenja ili čuvajte u pećnici na visokoj temperaturi (>200 ℃) kako biste spriječili upijanje vlage.

2. Jačanje obrade taline: Stroga konačna deoksidacija: Prije urezivanja, umetnite aluminijsku žicu u duboki dio rastaljenog čelika radi konačne deoksidacije i kontrolirajte sadržaj zaostalog aluminija na 0,02% -0,08%. Odgovarajuće smanjite temperaturu izlijevanja: pod pretpostavkom da osigurate potpuno punjenje, smanjite temperaturu izlijevanja od pregrijavanja (kao što je 1550 ℃) za 10-20 ℃ kako biste smanjili toplinske reakcije.

3. Podesite temperaturu ljuske kalupa: skratite interval između vađenja ljuske kalupa iz peći i izlijevanja na najkraće moguće vrijeme, osiguravajući da temperatura unutar ljuske kalupa bude između 800-900 ℃. Visokotemperaturne ljuske mogu smanjiti temperaturne razlike međupovršine i osigurati glatko skrućivanje rastaljenog čelika.

Korak 3: Dugoročna sustavna kontrola (temeljno rješenje)

1. Materijal ljuske i nadogradnja procesa: Test zamjene materijala površinskog sloja: Ako problem i dalje postoji, razmislite o zamjeni materijala površinskog sloja inertnijim taljenim aluminijevim oksidom (Al ₂ O3) ili "bijelim korundom". Iako je cijena veća, reaktivnost čelika s visokim udjelom kroma je niža. Uvođenje procesa sinteriranja površinskog sloja: Nakon završetka izrade površinskog sloja i drugog sloja ljuske, dodaje se dodatno sinteriranje na niskim temperaturama (800 ℃) kako bi se zgusnuo površinski sloj i unaprijed eliminirale neke tvari koje emitiraju plin.

2. Nadogradnja sustava taljenja i lijevanja: implementacija zaštitnog taljenja argonom: korištenje plina argona za pokrivanje ili puhanje tijekom taljenja u indukcijskoj peći. Korištenje lijevanja u vakuumu ili zaštitnoj atmosferi: Za proizvode visoke potražnje, ulaganje u lijevanje u vakuumskoj indukcijskoj peći ili kutije za lijevanje punjene argonom je najtemeljitije rješenje.

3. Uspostavite točke praćenja procesa: Inspekcija sirovina: Provedite uzorkovanje sadržaja nečistoća za svaku seriju cirkonskog praha. Evidencija pečenja ljuske: Uspostavite praćenje temperaturno-vremenske krivulje za svaku peć za pečenje. Karta grešaka u lijevanju: Snimite fotografije i arhivirajte lokaciju i morfologiju oksidacijskih točaka, analizirajte korelaciju s položajem stabla i pratite izvor onečišćenja.

Sažeti preporučeni postupak rješavanja problema za problem "oksidacijskih točaka/mrlja na površinskom sloju cirkonskog pijeska u prahu u odljevku od 205 grama". Preporuča se da se prioritet rješavanja problema odredi na sljedeći način:

1. Primarna sumnja: Je li pečenje školjke dovoljno? Provedite usporedne pokuse povećanjem temperature pečenja i vremena držanja.

2. Sekundarna sumnja: Je li cirkon materijal čist? Zamijenite seriju poznatih materijala visoke čistoće za usporedno testiranje.

3. Istovremeno provjerite: Je li zaštita od izlijevanja uistinu učinkovita? Provjerite status protoka zraka na cjevovodu argona, mjeraču protoka i čašici cijevi.

4. Konačna optimizacija: Podesite usklađenost procesnih parametara, uglavnom temperature ljuske i temperature izlijevanja. Kroz gornje sustavno istraživanje i optimizaciju, posebno osiguranjem apsolutne suhoće i čistoće ljuske i jačanjem zaštite sučelja, točke oksidacije i mrlje na površini preciznih odljevaka od nehrđajućeg čelika 410 mogu se učinkovito eliminirati.