Menghasilkan 410 bahagian keluli tahan karat dengan sol silika, seberat 205 gram, dengan kecacatan bintik pengoksidaan permukaan: punca dan penyelesaian

Apabila menggunakan serbuk zirkon/pasir sebagai lapisan permukaan, titik pengoksidaan dan bintik-bintik muncul dalam penghasilan 410 bahagian keluli tahan karat (terutama bahagian kecil dengan berat sekitar 200 gram). Bagaimanakah kita harus menyiasat punca dan membangunkan penyelesaian. Mari kita analisa kesimpulan teras satu demi satu: pengoksidaan "titik dan titik" ini biasanya tidak disebabkan oleh satu faktor, sebaliknya hasil tindak balas ganas antara cecair keluli yang sangat aktif dan antara muka cangkang yang tercemar secara tempatan. Punca utama masalah ini terletak pada "kualiti cangkang" dan "tindak balas antara muka cangkang cecair keluli".

1、 Sebab utama pembentukan bintik/bintik pengoksidaan dianalisis, digabungkan dengan ciri-ciri "serbuk zirkon/lapisan permukaan pasir" dan "pengoksidaan titik". Sebab utama disusun mengikut urutan kemungkinan seperti berikut:

1. Pencemaran lapisan permukaan cangkerang (suspek utama) Bahan zirkonia itu sendiri: Serbuk/pasir zirkonia yang tidak berkualiti atau lembap mungkin mengandungi bendasing seperti oksida besi (Fe ₂ O3) dan titanium oksida (TiO ₂). Pada suhu tinggi, bendasing ini akan bertindak balas secara kimia dengan unsur-unsur seperti kromium (Cr) dan aluminium (Al) dalam keluli tahan karat, meninggalkan tanda tindak balas setempat (iaitu tanda pengoksidaan) pada permukaan tuangan. Pencemaran semasa operasi: Dalam bengkel pembuatan cangkerang, karat, habuk dan bahan organik (seperti gentian sarung tangan dan gris) mungkin bercampur semasa proses salutan permukaan atau pengamplasan. Bahan pencemar ini akan membentuk "titik lemah" dengan takat lebur rendah atau aktiviti tinggi secara tempatan selepas pengkalsinan cangkerang. Kestabilan sol silika: jika sol silika mempunyai gel atau pencemaran tempatan, ia akan menjejaskan keseragaman salutan, mengakibatkan kekuatan tempatan atau pengayaan kekotoran yang tidak mencukupi.

2. Pembakaran cengkerang dan baki lembapan yang tidak mencukupi (sebab utama): Sisa lembapan adalah salah satu sebab yang paling biasa untuk pembentukan "titik pengoksidaan". Jika suhu pemanggangan cengkerang tidak mencukupi (<900 ℃) atau masa penebat tidak mencukupi, akan terdapat sisa air kristal atau air kimia dalam lapisan dalam cangkerang (terutama cangkerang tebal dan besar). Apabila keluli lebur suhu tinggi disuntik, air menyejat serta-merta, dan tekanan wap adalah sangat tinggi, menembusi cangkang nipis yang dipadatkan di hadapan keluli cair, mendedahkan keluli cair segar di dalam dan mengalami tindak balas pengoksidaan dengan wap air: Fe+H ₂ O → FeO+H ₂, dan membentuk titik seperti pilok. Sisa karbon organik: Pembakaran yang tidak lengkap boleh menyebabkan pengkarbonan sebatian organik dalam silika sol dan agen pelepas acuan dan bukannya pembakaran lengkap, membentuk kawasan kaya karbon setempat. Apabila keluli cair bersentuhan dengan kawasan ini, karbon akan mengurangkan SiO ₂ dalam cangkerang, menghasilkan gas CO, yang juga akan merosakkan permukaan keluli cair dan menyebabkan pengoksidaan dan pengkarbonan tempatan.

3. Perlindungan pencairan dan penuangan yang tidak mencukupi (sebab asas) penyahoksidaan tidak lengkap: Kromium dalam keluli tahan karat 410 terdedah kepada pengoksidaan. Jika penyahoksidaan akhir (biasanya menggunakan aluminium) tidak mencukupi, kandungan oksigen terlarut dalam keluli cair akan menjadi tinggi, dan ia akan cenderung untuk beragregat di permukaan atau bergabung dengan bahan tindak balas shell pada akhir pemejalan, membentuk titik seperti oksida. Aliran perlindungan tuangan yang tidak mencukupi: Walaupun dengan perlindungan gas argon, jika aliran udara terlalu lemah, tersebar tidak sekata, atau terganggu, udara masih akan ditarik ke dalam aliran tuangan dan cawan sprue, menyebabkan titisan keluli terpercik dan teroksida dan memasuki rongga acuan dengan aliran, membentuk titik pengoksidaan yang tersebar.

4. Ketidakpadanan parameter proses (faktor pencetus) Ketidakpadanan antara suhu cangkerang dan suhu menuang: Suhu pemanasan awal cangkerang adalah terlalu rendah (seperti<600 ℃), manakala suhu menuang keluli cair terlalu tinggi. Perbezaan suhu antara kedua-duanya terlalu besar, yang akan meningkatkan letupan gas antara muka dan kejutan haba, dan mendorong tindak balas titik. Terlalu panas keluli cair: Suhu lebur yang berlebihan (seperti melebihi 1650 ℃) akan meningkatkan kereaktifan kimia antara keluli cair dan cangkerang.

2、 Penyelesaian sistematik (dari kecemasan kepada punca utama) Langkah 1: Penyiasatan dan pengendalian kecemasan di tapak (pelaksanaan segera)

1. Periksa relau pembakar cangkerang: tentukur alat pengukur suhu. Pastikan suhu pemanggangan ialah ≥ 950 ℃ dan masa penahanan ialah ≥ 2 jam (bergantung kepada peningkatan ketebalan cangkang), dan periksa peredaran atmosfera relau untuk memastikan gas ekzos boleh dilepaskan.

2. Periksa bahan mentah: Ambil satu kelompok baru serbuk zirkon ketulenan tinggi (tulen kimia atau gred pertama) serbuk/pasir untuk ujian perbandingan. Beri perhatian khusus kepada kandungan besi (Fe) dan titanium (Ti).

3. Periksa persekitaran membuat cangkerang: Bersihkan bengkel membuat cangkerang, pastikan salutan permukaan diasingkan daripada kawasan pengamplasan, dan elakkan pencemaran habuk karat. Periksa sol silika untuk zarah atau gel.

4. Kuatkan perlindungan tuangan: tingkatkan sementara kekuatan perlindungan gas argon untuk memastikan cawan tuang dilindungi sepenuhnya oleh gas argon semasa tuang.

Langkah 2: Pengoptimuman proses jangka pendek (dalam masa 1-2 minggu)

1. Optimumkan proses pemanggangan: laksanakan "pemanasan langkah pemanggangan": tingkatkan masa penebat dalam peringkat 400-600 ℃ untuk membolehkan bahan organik terurai dan menguap sepenuhnya; Kekalkan penebat yang mencukupi melebihi 900 ℃ untuk mengeluarkan air kimia. Untuk komponen penting, tuangkan segera selepas dibakar atau simpan dalam ketuhar bersuhu tinggi (>200 ℃) untuk mengelakkan penyerapan lembapan.

2. Mengukuhkan rawatan cair: Penyahoksidaan akhir yang ketat: Sebelum mengetuk, masukkan wayar aluminium ke dalam bahagian dalam keluli cair untuk penyahoksidaan akhir, dan kawal kandungan aluminium baki pada 0.02% -0.08%. Mengurangkan suhu menuang dengan sewajarnya: Pada premis memastikan pengisian lengkap, kurangkan suhu menuang daripada haba lampau (seperti 1550 ℃) sebanyak 10-20 ℃ untuk mengurangkan tindak balas haba.

3. Laraskan suhu cangkerang acuan: pendekkan selang antara cangkerang acuan dikeluarkan dari relau dan dituangkan ke masa yang sesingkat mungkin, memastikan suhu di dalam cangkerang acuan adalah antara 800-900 ℃. Cengkerang suhu tinggi boleh mengurangkan perbezaan suhu antara muka dan memastikan pemejalan keluli cair yang lancar.

Langkah 3: Kawalan sistematik jangka panjang (penyelesaian asas)

1. Peningkatan bahan cangkerang dan proses: Ujian penggantian bahan lapisan permukaan: Jika masalah berterusan, pertimbangkan untuk menggantikan bahan lapisan permukaan dengan alumina bercantum yang lebih lengai (Al ₂ O3) atau "korundum putih". Walaupun kosnya lebih tinggi, kereaktifan dengan keluli kromium tinggi adalah lebih rendah. Pengenalan proses pensinteran lapisan permukaan: Selepas melengkapkan lapisan permukaan dan pembuatan cangkerang lapisan kedua, pensinteran suhu rendah tambahan (800 ℃) ditambah untuk memejalkan lapisan permukaan dan menghapuskan beberapa bahan pemancar gas terlebih dahulu.

2. Menaik taraf sistem peleburan dan penuangan: melaksanakan peleburan perlindungan argon: menggunakan gas argon untuk menutup atau meniup semasa lebur relau aruhan. Menggunakan tuangan vakum atau suasana pelindung: Untuk produk permintaan tinggi, melabur dalam tuangan lebur relau aruhan vakum atau kotak tuangan berisi argon adalah penyelesaian yang paling teliti.

3. Wujudkan titik pemantauan proses: Pemeriksaan bahan mentah: Jalankan pensampelan kandungan kekotoran bagi setiap kelompok serbuk zirkon. Rekod pemanggangan cangkerang: Wujudkan pemantauan keluk masa suhu untuk setiap relau pemanggangan. Peta kecacatan pemutus: Ambil foto dan arkibkan lokasi dan morfologi titik pengoksidaan, analisis korelasi dengan kedudukan pokok, dan jejak punca pencemaran.

Ringkaskan proses penyelesaian masalah yang disyorkan untuk masalah "titik pengoksidaan/bintik pada lapisan permukaan pasir serbuk zirkon dalam tuangan 205 gram". Adalah disyorkan untuk mengutamakan penyelesaian masalah seperti berikut:

1. Kecurigaan utama: Adakah pemanggangan cengkerang mencukupi? Menjalankan eksperimen perbandingan dengan meningkatkan suhu pemanggangan dan masa penahanan.

2. Kecurigaan sekunder: Adakah bahan zirkon tulen? Gantikan kumpulan bahan ketulenan tinggi yang diketahui untuk ujian perbandingan.

3. Periksa serentak: Adakah perlindungan penuangan benar-benar berkesan? Semak status aliran udara pada saluran paip argon, meter aliran, dan cawan sprue.

4. Pengoptimuman akhir: Laraskan pemadanan parameter proses, terutamanya suhu cangkang dan suhu tuang. Melalui penyiasatan dan pengoptimuman sistematik di atas, terutamanya memastikan kekeringan mutlak dan kebersihan cangkerang dan mengukuhkan perlindungan antara muka, titik pengoksidaan dan tompok pada permukaan tuangan ketepatan keluli tahan karat 410 boleh dihapuskan dengan berkesan.