Producerer 410 rustfrit ståldele med silicasol, der vejer 205 gram, med overfladeoxidationsdefekter: årsager og løsninger

Ved brug af zirkonpulver/sand som overfladelag opstår der oxidationspunkter og pletter i produktionen af ​​410 rustfri ståldele (især små dele med en vægt på omkring 200 gram). Hvordan skal vi undersøge årsagerne og udvikle løsninger. Lad os analysere kernekonklusionerne én efter én: denne "punkt- og plet"-oxidation er normalt ikke forårsaget af en enkelt faktor, men snarere resultatet af en voldsom reaktion mellem højaktiv stålvæske og lokalt forurenet skalgrænseflade. Grundårsagen til problemet ligger hovedsageligt i "skalkvaliteten" og "stål flydende skalgrænsefladereaktion".

1、 Hovedårsagerne til dannelsen af ​​oxidationspletter/-pletter analyseres, kombineret med egenskaberne for "zirkonpulver/sandoverfladelag" og "punktoxidation". De vigtigste årsager er rangeret i rækkefølge efter mulighed som følger:

1. Overfladelagskontamination af skallen (primær mistænkt) Zirconia materiale i sig selv: Dårlig kvalitet eller fugtigt Zirconia pulver/sand kan indeholde urenheder såsom jernoxid (Fe ₂ O3) og titaniumoxid (TiO ₂). Ved høje temperaturer vil disse urenheder reagere kemisk med elementer som chrom (Cr) og aluminium (Al) i rustfrit stål, hvilket efterlader lokale reaktionsmærker (dvs. oxidationsmærker) på overfladen af ​​støbegodset. Forurening under drift: I skalfremstillingsværkstedet kan rust, støv og organisk materiale (såsom handskefibre og fedt) blive blandet ind under overfladebelægningen eller slibningsprocessen. Disse forurenende stoffer vil danne "svage punkter" med lave smeltepunkter eller høj aktivitet lokalt efter skalkalcinering. Stabilitet af silicasol: hvis silicasolen har lokal gel eller forurening, vil det påvirke ensartetheden af ​​belægningen, hvilket resulterer i utilstrækkelig lokal styrke eller urenhedsberigelse.

2. Utilstrækkelig skalristning og restfugtighed (vigtig årsag): Fugtrester er en af ​​de mest almindelige årsager til dannelsen af ​​"oxidationspunkter". Hvis stegetemperaturen på skallen er utilstrækkelig (<900 ℃), eller isoleringstiden ikke er nok, vil der være resterende krystalvand eller kemikalievand i de dybe lag af skallen (især tykke og store skaller). Når højtemperatur smeltet stål sprøjtes ind, fordamper vandet øjeblikkeligt, og damptrykket er ekstremt højt, bryder gennem den størknede tynde skal foran på det smeltede stål, blotlægger det friske smeltede stål indvendigt og undergår en oxidationsreaktion med vanddamp: Fe+H ₂ O → FeO+H ₂ → FeO+H ₂, der danner oxid-lignende gruber. Organisk kulstofrester: Ufuldstændig ristning kan føre til karbonisering af organiske forbindelser i silicasol og skimmelslipmidler i stedet for fuldstændig forbrænding, hvilket danner lokale kulstofrige områder. Når det smeltede stål kommer i kontakt med dette område, vil kulstof reducere SiO ₂ i skallen, hvilket producerer CO-gas, som også vil beskadige overfladen af ​​det smeltede stål og forårsage lokal oxidation og karburering.

3. Utilstrækkelig beskyttelse mod smeltning og hældning (grundlæggende årsag) ufuldstændig deoxidation: Krom i 410 rustfrit stål er tilbøjelig til at oxidere. Hvis den endelige deoxidation (normalt ved brug af aluminium) er utilstrækkelig, vil indholdet af opløst ilt i det smeltede stål være højt, og det vil have en tendens til at aggregere på overfladen eller kombineres med skalreaktanterne ved slutningen af ​​størkningen og danner punktlignende oxider. Utilstrækkelig støbebeskyttelsesstrøm: Selv med argongasbeskyttelse, hvis luftstrømmen er for svag, ujævnt fordelt eller forstyrret, vil luft stadig blive trukket ind i støbestrømmen og indløbskoppen, hvilket får ståldråber til at sprøjte og oxidere og trænge ind i formhulrummet med strømmen og danne spredte oxidationspunkter.

4. Uoverensstemmelse mellem procesparametre (udløsende faktor) Uoverensstemmelse mellem skaltemperatur og hældetemperatur: Skallens forvarmningstemperatur er for lav (såsom <600 ℃), mens hældetemperaturen for det smeltede stål er for høj. Temperaturforskellen mellem de to er for stor, hvilket vil forstærke grænsefladegaseksplosionen og termisk chok og inducere punktreaktioner. Overophedning af smeltet stål: For høj smeltetemperatur (såsom over 1650 ℃) vil intensivere den kemiske reaktivitet mellem det smeltede stål og skallen.

2、 Systematisk løsning (fra nødsituation til hovedårsag) Trin 1: Nødundersøgelse og håndtering på stedet (øjeblikkelig udførelse)

1. Tjek skalbageovnen: kalibrer temperaturmåleinstrumentet. Sørg for, at stegetemperaturen er ≥ 950 ℃, og holdetiden er ≥ 2 timer (afhængig af stigningen i skaltykkelsen), og kontroller cirkulationen af ​​ovnatmosfæren for at sikre, at udstødningsgassen kan udledes.

2. Tjek råmaterialerne: Tag et nyt parti af højrent (kemisk rent eller førsteklasses) zirkonpulver/sand til sammenlignende test. Vær særlig opmærksom på indholdet af jern (Fe) og titanium (Ti).

3. Kontroller miljøet for skalfremstilling: Rengør skalfremstillingsværkstedet, sørg for, at overfladebelægningen er isoleret fra slibeområdet, og undgå ruststøvforurening. Tjek silicasolen for partikler eller gel.

4. Styrk støbebeskyttelsen: Øg midlertidigt styrken af ​​argongasbeskyttelsen for at sikre, at hældekoppen er fuldstændig dækket af argongas under støbningen.

Trin 2: Kortsigtet procesoptimering (inden for 1-2 uger)

1. Optimer stegeprocessen: implementer "trinvarmeristning": øg isoleringstiden i 400-600 ℃ stadiet for at tillade organisk materiale at nedbrydes fuldstændigt og fordampe; Oprethold tilstrækkelig isolering over 900 ℃ til at udstøde kemisk vand. For vigtige komponenter hældes umiddelbart efter bagning eller opbevares i en højtemperaturovn (>200 ℃) for at forhindre fugtoptagelse.

2. Forstærkende smeltebehandling: Streng endelig deoxidation: Indfør aluminiumtråd ind i den dybe del af det smeltede stål for endelig deoxidation, og kontroller det resterende aluminiumindhold på 0,02% -0,08%. Reducer hældetemperaturen passende: For at sikre fuldstændig påfyldning skal hældetemperaturen fra overhedning (såsom 1550 ℃) reduceres med 10-20 ℃ for at reducere termiske reaktioner.

3. Juster temperaturen på formskallen: forkort intervallet mellem, at formskallen tages ud af ovnen og udhældning til den kortest mulige tid, og sørg for, at temperaturen inde i formskallen er mellem 800-900 ℃. Højtemperaturskaller kan reducere grænsefladetemperaturforskelle og sikre jævn størkning af smeltet stål.

Trin 3: Langsigtet systematisk kontrol (fundamental løsning)

1. Skalmateriale og procesopgradering: Test af udskiftning af overfladelagsmateriale: Hvis problemet fortsætter, overvej at udskifte overfladelagets materiale med mere inert smeltet aluminiumoxid (Al ₂ O3) eller "hvid korund". Selvom omkostningerne er højere, er reaktiviteten med højkromstål lavere. Introduktion af overfladelagssintringsproces: Efter færdiggørelsen af ​​overfladelaget og det andet lags skalfremstilling, tilføjes en ekstra lavtemperatursintring (800 ℃) for at fortætte overfladelaget og eliminere nogle gasemitterende stoffer på forhånd.

2. Opgradering af smelte- og hældesystemet: implementering af argonbeskyttelsessmeltning: brug af argongas til at dække eller blæse under induktionsovnsmeltning. Brug af vakuum- eller beskyttende atmosfærestøbning: For produkter med høj efterspørgsel er investering i vakuuminduktionsovnssmeltestøbning eller argonfyldte støbekasser den mest grundige løsning.

3. Etabler procesovervågningspunkter: Råmaterialeinspektion: Udfør prøvetagning af urenhedsindhold for hver batch zirkonpulver. Registrering af skalristning: Etabler temperaturtidskurveovervågning for hver stegeovn. Kort over støbedefekter: Tag billeder og arkiver placeringen og morfologien af ​​oxidationspunkter, analyser korrelationen med træets position, og spor forureningskilden.

Opsummer den anbefalede fejlfindingsproces for problemet med "oxidationspunkter/pletter på overfladelaget af zirkonpulversand i en 205 grams støbning". Det anbefales at prioritere fejlfinding som følger:

1. Primær mistanke: Er skalstegningen tilstrækkelig? Udfør sammenlignende eksperimenter ved at øge stegetemperaturen og holdetiden.

2. Sekundær mistanke: Er zirkonmaterialet rent? Udskift et parti af kendte materialer med høj renhed til sammenlignende test.

3. Kontroller samtidig: Er hældebeskyttelsen virkelig effektiv? Kontroller luftstrømsstatus ved argonrørledningen, flowmåleren og indløbskoppen.

4. Endelig optimering: Juster matchningen af ​​procesparametre, primært skaltemperaturen og hældetemperaturen. Gennem ovenstående systematiske undersøgelse og optimering, især sikring af absolut tørhed og renhed af skallen og styrkelse af grænsefladebeskyttelsen, kan oxidationspunkterne og pletterne på overfladen af ​​410 rustfrit stål præcisionsstøbegods effektivt elimineres.