Tehnologie de topire a fontei gri de înaltă rezistență

Acest articol introduce modul de obținere a unei tehnologii de topire a fontei gri de înaltă rezistență în condițiile unui echivalent mai mare de carbon și a unor cerințe de performanță de prelucrare mai bune în procesul de topire a cuptorului electric și cum să controlăm oligoelementele materialului.

Cuvinte cheie: Fontă cenușie, echivalent carbon, proprietăți mecanice, proprietăți de procesare, oligoelemente

Direcția tradițională de control al topirii fontei gri este din fontă cu rezistență scăzută la carbon (C: 2.7 ~ 3.0, Si: 2.0 ~ 2.3, Mn: 0.9 ~ 1.3). Deși astfel de materiale pot îndeplini cerințele proprietăților mecanice ale materialului, performanța lor de turnare și procesare Performanța este slabă. Odată cu dezvoltarea și extinderea pieței companiei, tot mai multe produse de turnare cu dificultăți ridicate și cerințe tehnice ridicate de calitate sunt incluse în secvența de producție MINGHE, mai ales atunci când MINGHE utilizează procesul de topire a cuptorului electric cu frecvență de putere pentru a înlocui procesul de topire a cupolei.

Obținerea de fontă de înaltă rezistență echivalentă cu conținut ridicat de carbon în condiții de topire a cuptorului electric pentru a îndeplini cerințele comenzilor clienților a fost un subiect de cercetare la acel moment. Acest articol descrie tehnologia de producție a fontei gri de înaltă rezistență în condiții de topire a cuptorului electric.

Factorii afectării performanței materiale

1.1 Efectul echivalentului de carbon asupra proprietăților materialului

Principalii factori care determină proprietățile fontei gri sunt morfologia grafitului și proprietățile matricei metalice. Atunci când echivalentul carbonului (CE = C + 1 / 3Si) este ridicat, cantitatea de grafit crește, iar forma grafitului se deteriorează atunci când condițiile de incubație nu sunt bune sau există urme de elemente dăunătoare. Un astfel de grafit reduce suprafața efectivă a matricei metalice care poate suporta sarcina și determină concentrarea stresului atunci când suportă sarcina, astfel încât rezistența matricei metalice nu poate fi utilizată în mod normal, reducând astfel rezistența fontei. Dintre materiale, perlita are o rezistență și o duritate bune, în timp ce ferita are o bază mai moale și o rezistență mai mică. Pe măsură ce cantitatea de C și Si crește, cantitatea de perlită va scădea și cantitatea de ferită va crește. Prin urmare, creșterea echivalentului de carbon va afecta rezistența la tracțiune a pieselor turnate din fontă și duritatea entității de turnare atât în ​​forma de grafit, cât și în structura matricei. În controlul procesului de topire, controlul echivalentului carbonului este un factor foarte important pentru rezolvarea performanței materialului.

1.2 Influența elementelor de aliere asupra proprietăților materialului

Elementele de aliere din fontă gri se referă în principal la Mn, Cr, Cu, Sn, Mo și alte elemente care promovează formarea perlitei. Conținutul acestor elemente va afecta în mod direct conținutul de perlită. În același timp, datorită adăugării de elemente de aliere, este rafinat într-o anumită măsură. Adăugarea de grafit reduce sau chiar dispare cantitatea de ferită din matrice, în timp ce perlita este rafinată într-o anumită măsură, iar ferita din ea este o soluție solidă întărită datorită unei anumite cantități de elemente de aliere, astfel încât fonta are întotdeauna cu cât performanța de rezistență este mai mare. În controlul procesului de topire, controlul aliajului este, de asemenea, un mijloc important.

1.3 Influența raportului de încărcare asupra materialelor

În trecut, am insistat întotdeauna că, atâta timp cât compoziția chimică îndeplinește cerințele caietului de sarcini, ar trebui să putem obține o imagine care să îndeplinească proprietățile mecanice standard ale materialului, dar, de fapt, această perspectivă vede doar substanța chimică convențională compoziție și ignoră unele elemente de aliere și elemente dăunătoare din acesta. Rolul. De exemplu, fonta brută este principala sursă de Ti, astfel încât cantitatea de fontă utilizată va afecta direct conținutul de Ti din material și va avea un impact mare asupra proprietăților mecanice ale materialului. În mod similar, resturile de oțel sunt sursa multor elemente de aliere, astfel încât cantitatea de resturi are un efect foarte direct asupra proprietăților mecanice ale fontei. În primele zile când cuptorul electric a fost dat în folosință, am folosit întotdeauna raportul de încărcare al cuptorului cupolă (fontă: 25 ~ 35%, fier vechi: 30 ~ 35%). Ca urmare, proprietățile mecanice (rezistența la tracțiune) ale materialului au fost foarte scăzute. Atunci când cantitatea de oțel uzat are un impact asupra performanței fontei, după ajustarea cantității de resturi în timp, problema se rezolvă rapid. Prin urmare, resturile de oțel sunt un parametru de control foarte important în procesul de control al topirii. Prin urmare, raportul de încărcare are un impact direct asupra proprietăților mecanice ale materialelor din fontă și este punctul central al controlului topirii.

1.4 Influența oligoelementelor asupra proprietăților materialului

În trecut, am acordat atenție influenței celor cinci elemente convenționale majore asupra calității fontei în timpul procesului de topire, în timp ce efectul altor oligoelemente a fost doar o înțelegere calitativă, dar acestea au fost rareori analizate și discutate cantitativ. În ultimii ani, datorită impactului tehnologiei de turnare Progress, echipamentele de topire sunt în permanență actualizate, iar cupolele au fost înlocuite treptat cu cuptoare electrice. Deși topirea cuptorului electric are avantajele sale incomparabile în topirea cupolei, topirea cuptorului electric pierde, de asemenea, unele dintre avantajele topirii cupolei, astfel încât influența unor oligoelemente asupra fontei este, de asemenea, reflectată. Deoarece reacția metalurgică din cupolă este foarte puternică, sarcina se află într-o atmosferă puternic oxidantă, cea mai mare parte este oxidată și descărcată cu zgură, doar o mică parte va rămâne în fierul topit, astfel încât unele au un efect negativ asupra turnarea Prin procesul metalurgic al cupolei, oligoelementele nu au în general un efect negativ asupra fontei. În timpul procesului de topire a cupolei, o parte din azotul din cocs și azot (N2) din aer se va dizolva în fierul topit sub formă de atomi la temperaturi ridicate, făcând conținutul de azot din fierul topit relativ ridicat.

Conform statisticilor, de la punerea în funcțiune a cuptorului electric, produsele reziduale cauzate de un conținut ridicat de plumb și fierul topit casat deoarece conținutul de plumb era prea mare pentru a fi ajustat nu au fost mai mici de 100 de tone, iar numărul de produse necalificate datorate până la un conținut insuficient de azot a fost, de asemenea, destul de ridicat, provocând companiei pierderi economice mari.

Pe baza multor ani de experiență și teorie în topirea cuptorului electric, cred că oligoelementele cheie din procesul de topire a cuptorului electric sunt în principal N, Pb și Ti. Efectele acestor elemente asupra fontei gri sunt în principal următoarele:

Conduce

Când conținutul de plumb din fierul topit este mare (> 20PPm), mai ales atunci când interacționează cu un conținut mai ridicat de hidrogen, este ușor să se formeze grafit Widmanstatten în piese turnate cu secțiuni groase. Acest lucru se datorează faptului că nisipul de rășină are proprietăți bune de izolare termică și fierul topit Răcirea este mai lentă în matriță (această tendință este mai evidentă pentru secțiunile groase), fierul topit rămâne în stare lichidă pentru o perioadă mai lungă de timp și solidificarea fierul topit este mai aproape de starea de solidificare în stare de echilibru datorită acțiunii plumbului și a hidrogenului. Când acest tip de turnare se solidifică și continuă să se răcească, carbonul din austenită va precipita și va deveni grafit secundar în stare solidă. În condiții normale, grafitul secundar îngroșează fulgii de grafit eutectic, ceea ce nu va avea un impact mare asupra proprietăților mecanice. Cu toate acestea, atunci când conținutul de azot și hidrogen este ridicat, energia de suprafață a grafitului pe același plan de cristal fix al austenitei va fi redusă, iar grafitul secundar va crește de-a lungul unui anumit plan de cristal al austenitei și se va extinde în matricea metalică. Observați la microscop. Multe fulgi mici de grafit, în formă de bavuri, cresc pe partea laterală a fulgilor de grafit fulgi, cunoscuți în mod obișnuit sub numele de fire de grafit, care este motivul formării grafitului Widman. Aluminiu din fontă poate promova fierul lichid să absoarbă hidrogenul și să-i crească conținutul de hidrogen. Prin urmare, aluminiul are și un efect indirect asupra formării grafitului Widmanstatten.

Când grafitul Widmanstatten apare în fontă, proprietățile sale mecanice sunt foarte afectate, în special rezistența și duritatea, care pot fi reduse cu aproximativ 50% în cazurile severe.

Grafitul Widman are următoarele caracteristici metalografice:

• 1) Pe fotomicrografia de 100 de ori, există mulți fulgi mici de grafit asemănători fulgului de grafit grosier, care este grafit Widmanstatten.
• 2) Relația grafitului cristalin comun este conectată între ele.
• 3) Când rețeaua de grafit Widmanstatten se extinde în matrice la temperatura camerei, aceasta devine suprafața fragilă a matricei, ceea ce va reduce semnificativ proprietățile mecanice ale fontei gri. Dar, din secțiunea transversală, fisurile fracturii se extind în continuare de-a lungul grafitului asemănător co-cipului.

Azot

O cantitate adecvată de azot poate favoriza nucleația grafitului, poate stabiliza perlita, poate îmbunătăți structura fontei gri și poate îmbunătăți performanța fontei gri.

Azotul are două influențe principale asupra fontei gri. Una este influența asupra formei grafitului, iar cealaltă este influența asupra structurii matricei. Efectul azotului asupra morfologiei grafitului este un proces foarte complicat. Manifestată în principal în: influența stratului de adsorbție asupra suprafeței de grafit și influența dimensiunii grupului eutectic. Deoarece azotul este aproape insolubil în grafit, azotul este adsorbit continuu pe partea din față a creșterii grafitului și pe ambele părți ale grafitului în timpul procesului de solidificare eutectică, rezultând o creștere a concentrației înconjurătoare a grafitului în timpul procesului de precipitare, mai ales când grafitul se extinde fier topit. La vârf, afectează creșterea grafitului pe interfața lichid-solid. În timpul procesului de creștere eutectică, există o diferență semnificativă în distribuția concentrației de azot la vârf și ambele părți ale foii de grafit. Stratul de adsorbție a atomilor de azot de pe suprafața grafitului poate împiedica difuzia atomilor de carbon pe suprafața grafitului. Când concentrația de azot a frontului de grafit este mai mare decât cea a celor două laturi, viteza de creștere a grafitului în direcția longitudinală este redusă. În schimb, creșterea laterală devine mai ușoară și, ca rezultat, grafitul devine mai scurt și mai gros. În același timp, deoarece există întotdeauna defecte în procesul de creștere a grafitului, o parte din atomii de azot sunt adsorbiți în poziția defectului și nu se pot difuza, iar limita granulelor va fi înclinată asimetric în partea din față a creșterii grafitului, iar odihna va crește în continuare în direcția inițială. Grafitul produce ramuri, iar creșterea ramurilor de grafit este un alt motiv pentru care grafitul se scurtează. În acest fel, datorită rafinării structurii de grafit, efectul de despicare asupra structurii matricei este redus, ceea ce este favorabil îmbunătățirii performanței fontei.

Efectul azotului asupra structurii matricei este că este un element stabilizator de perlită. Creșterea conținutului de azot reduce temperatura de transformare a eutectoidului din fontă. Prin urmare, atunci când o anumită cantitate de azot este conținută în fonta gri, gradul de supra-răcire a transformării eutectoide poate fi crescut, rafinând astfel perlita. Pe de altă parte, deoarece raza atomică a azotului este mai mică decât cea a carbonului și fierului, poate fi utilizată ca atomi interstițiali pentru a se dizolva în ferită și cementită, provocând distorsionarea rețelei sale cristaline. Datorită celor două motive de mai sus, azotul poate avea un efect de întărire asupra matricei.

Deși azotul poate îmbunătăți performanța fontei gri, atunci când depășește o anumită cantitate, porii de azot și microfisurile vor fi generate așa cum se arată în Figura 2, astfel încât controlul azotului trebuie controlat într-un anumit interval. În general 70-120PPm, când depășește 180PPm, performanța fontei va scădea brusc.

Ti este un element dăunător în fontă. Motivul este că titanul are o puternică afinitate cu azotul. Atunci când conținutul de titan în fontă gri este ridicat, nu este benefic pentru efectul de întărire a azotului. În primul rând, formează un compus TiN cu azot, care se reduce De fapt, tocmai pentru că acest azot liber are un efect solid de întărire a soluției asupra fontei cenușii. Prin urmare, nivelul conținutului de titan afectează indirect performanța fontei gri.

Tehnologia de control a topirii

2.1 Selectarea compoziției chimice a materialului

Prin analiza de mai sus, controlul compoziției chimice este foarte important în tehnologia de topire și este baza controlului topirii. Prin urmare, o compoziție chimică rezonabilă este baza pentru asigurarea performanței materialului. De regulă, controlul compoziției fontei de înaltă rezistență (rezistență la tracțiune ≥300N / mm2) include în principal etc. C, Si, Mn, P, S, Cu, Cr, Pb, N

2.3 Tehnologia de control a oligoelementelor

În controlul efectiv al procesului, pe baza analizei sarcinii, se confirmă că sursa de plumb este în principal fier vechi. Prin urmare, controlul plumbului în materia primă este în principal controlul incluziunilor de Pb în resturi de oțel, iar conținutul de plumb este de obicei controlat sub 15ppm. Dacă conținutul de plumb din fierul topit brut este> 20 ppm, se va efectua un tratament special de deteriorare în timpul tratamentului de incubație.

 Deoarece Ti este derivat în principal din fontă brută, controlul Ti este în principal pentru a controla fonta brută. Pe de o parte, este necesar să se prezinte cerințe stricte cu privire la conținutul de Ti în fontă la cumpărare. De obicei, conținutul de titan din fonta brută trebuie să fie: Ti <0.8%, iar celălalt Un aspect este de a ajusta cantitatea de utilizare în timp în funcție de conținutul de titan din fonta brută.

În principal provine din materiale de reîncărcare și resturi de oțel, astfel încât controlul N este în principal pentru a controla materialele de reîncărcare și resturi de oțel. Cu toate acestea, așa cum s-a menționat mai sus, prea scăzut și prea mare au o parte negativă a performanței fontei gri, astfel încât conținutul de N Domeniul de control este în general: 70 ~ 120ppm, dar conținutul de N ar trebui să aibă o potrivire rezonabilă cu conținutul Ti. În general, relația dintre N și Ti este: N: Ti = 1: 3.42, adică 0.01% din Ti poate absorbi 30PPm de azot. Cantitatea generală recomandată de azot în timpul producției este: N = 0.006 ~ 0.01 + Ti / 3.42.

2.4 Tehnologia de control a procesului de topire

1) Tehnologia de inoculare

Scopul tratamentului de inoculare este de a promova grafitizarea, de a reduce tendința gurii albe și de a reduce sensibilitatea suprafeței finale; controlați morfologia grafitului și eliminați grafitul răcit; creșteți în mod corespunzător numărul de clustere eutectice și promovați formarea perlitei fulgi, astfel încât să îmbunătățiți performanța de rezistență a fontei și alte scopuri de performanță.

Influența temperaturii fierului topit asupra inoculării și controlul temperaturii fierului topit au o influență semnificativă asupra inoculării. Creșterea temperaturii de supraîncălzire a fierului topit într-un anumit interval și menținerea acestuia pentru o anumită perioadă de timp poate face ca particulele de grafit nedizolvate să rămână în fierul topit, care poate fi complet dizolvat în fierul topit pentru a elimina influența genetică a fontei și da un joc deplin efectului de inoculare a inoculantului, îmbunătățește capacitatea de fertilitate a fierului topit. În controlul procesului, temperatura de supraîncălzire este crescută la 1500 ~ 1520 ℃, iar temperatura de inoculare este controlată la 1420 ~ 1450 ℃.

Dimensiunea particulelor inoculantului este un indicator important al stării inoculantului și are o mare influență asupra efectului inoculant. Dacă dimensiunea particulelor este prea fină, este ușor să se disperseze sau să se oxideze în zgura topită și să-și piardă efectul. Dacă dimensiunea particulelor este prea mare, inoculantul nu se va topi sau se va dizolva complet. Nu numai că nu își poate exercita pe deplin efectul de inoculare, dar va provoca segregare, pete dure, grafit supraîncălzit și alte defecte. Prin urmare, dimensiunea particulelor inoculantului trebuie controlată în limita a 2 ~ 5 mm cât mai mult posibil. Asigurați-vă efectul de incubație.

În controlul procesului, procesul de inoculare este inoculat în principal în rezervorul de incubare, astfel încât turnarea unui pachet de piese turnate poate fi finalizată în prealabil înainte de scăderea incubării. Dar pentru piesele relativ mari și piesele turnate cu oală dublă, acesta nu poate îndeplini cerințele. Prin urmare, se adoptă metoda de inoculare târzie: adică inocularea plutitoare cu siliciu se efectuează în oală înainte de turnarea turnării (cantitatea de inoculare este de 0.1%), ceea ce reduce sau nu declinul inoculării și îmbunătățește efectul de inoculare.

2) Tratament de aliere

Tratamentul cu aliere adaugă o cantitate mică de elemente de aliere la fonta obișnuită pentru a îmbunătăți proprietățile mecanice ale fontei gri. În controlul procesului de topire, adăugarea aliajelor este în principal pentru piesele pe care clienții trebuie să le stingă și piesele cu șine de ghidare relativ groase, elementele principale din aliaj adăugate și cantitatea de adăugare.

Acest lucru asigură într-o anumită măsură scăderea performanței datorită creșterii valorii CE, iar pentru piesele stinse, întărirea în timpul stingerii este îmbunătățită. Asigurați adâncimea de stingere.

În timpul procesului de alimentare și topire, ordinea de alimentare a comenzii cheie în această etapă este de a alimenta fier vechi, fier mecanic și fontă în ordinea priorității. Pentru a reduce pierderea de ardere a elementelor de aliere, feroaliagia trebuie adăugată la final. Când materialul rece este complet curățat, temperatura crește la 1450 ℃. Acesta este punctul A. Dacă este mai mic de 1450 ° C, există riscul dizolvării incomplete a reîncărcătorului sau feroaliajei.

În paragrafele AB, trebuie făcute următoarele tratamente:

• Măsurarea temperaturii;
• Zgură de nenorocire;
• Prelevarea de probe și analiza compoziției chimice;
• Analizați elemente convenționale și oligoelemente cu spectrometru termic;
• Luați testul triunghiului pentru a măsura valoarea CW;
• După reglarea fierului topit în funcție de diferite rezultate ale testului, continuați să furnizați energie timp de 10 minute, apoi reșantionați și analizați. După confirmarea faptului că toate datele sunt normale, continuați să ridicați temperatura la aproximativ 1500 ° C, adică punctul C. În secțiunea CD, lăsați fierul topit să stea timp de 5 până la 10 minute și apoi luați o probă de triunghi pentru a testa Valoarea CW. După măsurarea temperaturii, pregătiți fierul de călcat pentru bătaie.

Control triunghiular al piesei de testare

Pentru diferite grade, determinați gama de control a gurii albe (CW) a diferitelor blocuri de testare a triunghiului și determinați calitatea fierului topit în combinație cu analiza compoziției din fața cuptorului.

Concluzie

Tehnologia de topire a fontei gri menționată mai sus a fost aplicată cu succes în CSMF timp de 8 ani, din 1996 până în 2003. CE de piese turnate este controlată sub premisa de 3.6 ~ 3.9, indiferent dacă este vorba de indicele de rezistență la tracțiune sau de indicele de duritate fizică ( în special o parte a Durității șinei de ghidare a pieselor mașinilor-unelte îndeplinește cerințele, ceea ce îmbunătățește foarte mult performanța de tăiere a piesei turnate. S-a dovedit că această tehnologie este o tehnologie finalizată, iar punctele sale de control sunt următoarele:

• 3.1 Controlul compoziției chimice a materialelor
• 3.2 Determinarea raportului de sarcină
• 3.3 Tehnologia de control a oligoelementelor
• 3.4 Controlul procesului de tratament de inoculare
• 3.5 Tratament de aliere
• 3.6 Controlul temperaturii procesului de topire
• 3.7 Controlul piesei de test triunghi

Vă rugăm să păstrați sursa și adresa acestui articol pentru reimprimare: Tehnologie de topire a fontei gri de înaltă rezistență

Minghe Compania de turnare sub presiune sunt dedicate fabricării și furnizează piese de turnare de calitate și de înaltă performanță (gama de piese turnate sub presiune din metal include în principal Turnare sub presiune cu perete subțire,Hot Cast casting sub presiune,Turnare sub presiune în cameră rece), Serviciu rotund (Serviciu de turnare sub presiune,Prelucrare Cnc,Fabricarea mucegaiului, Tratament de suprafață). Orice cerință personalizată de turnare sub presiune din aluminiu, magneziu sau turnare sub presiune din Zamak / zinc și alte cerințe de turnare sunt binevenite să ne contacteze.

Sub controlul ISO9001 și TS 16949, toate procesele sunt efectuate prin sute de mașini avansate de turnare sub presiune, mașini cu 5 axe și alte facilități, variind de la blastere la mașini de spălat Ultra Sonic. Minghe nu numai că are echipamente avansate, dar are o echipă de ingineri cu experiență, operatori și inspectori pentru a face realitatea designul clientului.

Producător contract de piese turnate sub presiune. Capacitățile includ piese de turnare sub presiune din aluminiu cu cameră rece de la 0.15 lbs. la 6 lbs., schimbare rapidă configurată și prelucrare. Serviciile cu valoare adăugată includ lustruire, vibrare, debavurare, sablare, vopsire, placare, acoperire, asamblare și scule. Materialele lucrate includ aliaje precum 360, 380, 383 și 413.

Asistență la proiectarea turnării sub presiune din zinc / servicii de inginerie simultană. Producător personalizat de piese turnate sub presiune din zinc. Pot fi fabricate piese turnate în miniatură, piese turnate sub presiune înaltă, piese turnate multi-glisante, piese turnate convenționale, piese turnate sub formă de unități și piese turnate independente și piese turnate sigilate în cavitate. Piesele turnate pot fi fabricate în lungimi și lățimi de până la toleranță de +/- 24 in.  

Producător certificat ISO 9001: 2015 de magneziu turnat sub presiune, capabilitățile includ turnare sub presiune cu magneziu de înaltă presiune de până la 200 tone cameră fierbinte și 3000 tone cameră rece, proiectare scule, lustruire, turnare, prelucrare, vopsire cu pulbere și lichide, QA complet cu capacități CMM , asamblare, ambalare și livrare.

Certificat ITAF16949. Serviciul de turnare suplimentar include investiții de turnătorie,turnare cu nisip,Turnarea gravitației, Pierdere spumă turnare,Turnare centrifugă,Turnarea în vid,Turnare permanentă a matriței, .Capacitățile includ EDI, asistență tehnică, modelare solidă și procesare secundară.

Industrii de turnare Părți Studii de caz pentru: Mașini, biciclete, aeronave, instrumente muzicale, ambarcațiuni, dispozitive optice, senzori, modele, dispozitive electronice, carcase, ceasuri, mașini, motoare, mobilier, bijuterii, jiguri, telecomunicații, iluminat, dispozitive medicale, dispozitive fotografice, Roboți, sculpturi, echipamente de sunet, echipamente sportive, scule, jucării și multe altele. 

Ce vă putem ajuta să faceți în continuare?

∇ Accesați pagina principală pentru China turnare sub presiune

By Producător de turnare sub presiune Minghe | Categorii: Articole utile |Material Etichete: Turnare din aluminiu, Turnarea zincului, Turnarea cu magneziu, Turnare cu titan, Turnare din oțel inoxidabil, Turnare din alamă,Turnarea bronzului,Distribuirea videoclipului,Istoricul companiei,Turnare din aluminiu | Comentarii dezactivate