Produserer 410 rustfrie ståldeler med silikasol, veier 205 gram, med overflateoksidasjonsdefekter: årsaker og løsninger

Ved bruk av zirkonpulver/sand som overflatesjikt oppstår oksidasjonspunkter og flekker ved produksjon av 410 rustfrie ståldeler (spesielt små deler som veier rundt 200 gram). Hvordan skal vi undersøke årsakene og utvikle løsninger. La oss analysere kjernekonklusjonene en etter en: denne "punkt og punkt"-oksidasjonen er vanligvis ikke forårsaket av en enkelt faktor, men snarere et resultat av en voldsom reaksjon mellom høyaktiv stålvæske og lokalt forurenset skallgrensesnitt. Grunnårsaken til problemet ligger hovedsakelig i "skallkvaliteten" og "stålvæskeskallgrensesnittreaksjonen".

1、 Hovedårsakene til dannelsen av oksidasjonsflekker/flekker er analysert, kombinert med egenskapene til "zirkonpulver/sandoverflatelag" og "punktoksidasjon". Hovedårsakene er rangert i rekkefølge som følger:

1. Overflatelagskontaminering av skallet (primær mistenkt) Zirconia materiale i seg selv: Dårlig kvalitet eller fuktig Zirconia pulver/sand kan inneholde urenheter som jernoksid (Fe ₂ O3) og titanium oksid (TiO ₂). Ved høye temperaturer vil disse urenhetene reagere kjemisk med elementer som krom (Cr) og aluminium (Al) i rustfritt stål, og etterlate lokale reaksjonsmerker (dvs. oksidasjonsmerker) på overflaten av støpegodset. Forurensning under drift: I skallfremstillingsverkstedet kan rust, støv og organisk materiale (som hanskefibre og fett) blandes inn under overflatebehandlingen eller slipeprosessen. Disse forurensningene vil danne "svake punkter" med lave smeltepunkter eller høy aktivitet lokalt etter skjellkalsinering. Stabilitet av silikasol: hvis silikasolen har lokal gel eller forurensning, vil det påvirke jevnheten til belegget, noe som resulterer i utilstrekkelig lokal styrke eller urenhetsanrikning.

2. Utilstrekkelig skjellsteking og restfuktighet (nøkkelårsak): Fuktighetsrester er en av de vanligste årsakene til dannelsen av "oksidasjonspunkter". Hvis steketemperaturen på skallet er utilstrekkelig (<900 ℃) eller isolasjonstiden ikke er nok, vil det være gjenværende krystallvann eller kjemisk vann i de dype lagene av skallet (spesielt tykke og store skall). Når smeltet stål med høy temperatur injiseres, fordamper vannet øyeblikkelig, og damptrykket er ekstremt høyt, og bryter gjennom det størknede tynne skallet på forsiden av det smeltede stålet, eksponerer det ferske smeltede stålet på innsiden og gjennomgår oksidasjonsreaksjon med vanndamp: Fe+H ₂ O → FeO+H ₂ → FeO+H ₂ som danner avleiringer og oksideringspunkter. Organisk karbonrester: Ufullstendig brenning kan føre til karbonisering av organiske forbindelser i silikasol og muggslippmidler i stedet for fullstendig forbrenning, og danner lokaliserte karbonrike områder. Når det smeltede stålet kommer i kontakt med dette området, vil karbon redusere SiO ₂ i skallet, og produsere CO-gass, som også vil skade overflaten til det smeltede stålet og forårsake lokal oksidasjon og karburering.

3. Utilstrekkelig smelte- og hellebeskyttelse (grunnleggende årsak) ufullstendig deoksidering: Krom i 410 rustfritt stål er utsatt for oksidasjon. Hvis den endelige deoksidasjonen (vanligvis ved bruk av aluminium) er utilstrekkelig, vil innholdet av oppløst oksygen i det smeltede stålet være høyt, og det vil ha en tendens til å aggregere på overflaten eller kombineres med skallreaktantene ved slutten av størkningen, og danner punkt som oksider. Utilstrekkelig støpebeskyttelsesstrøm: Selv med argongassbeskyttelse, hvis luftstrømmen er for svak, ujevnt spredt eller forstyrret, vil luft fortsatt trekkes inn i støpestrømmen og innløpskoppen, noe som får ståldråper til å sprute og oksidere og komme inn i formhulen med strømmen, og danne spredte oksidasjonspunkter.

4. Uoverensstemmelse mellom prosessparametere (utløsende faktor) Uoverensstemmelse mellom skalltemperatur og helletemperatur: Forvarmingstemperaturen til skallet er for lav (som <600 ℃), mens støpetemperaturen til det smeltede stålet er for høy. Temperaturforskjellen mellom de to er for stor, noe som vil forsterke grensesnittgasseksplosjonen og termisk sjokk, og indusere punktreaksjoner. Overoppheting av smeltet stål: For høy smeltetemperatur (som over 1650 ℃) vil intensivere den kjemiske reaktiviteten mellom det smeltede stålet og skallet.

2、 Systematisk løsning (fra nødsituasjon til rotårsak) Trinn 1: Beredskapsundersøkelse og håndtering på stedet (umiddelbar utførelse)

1. Kontroller bakeovnen: kalibrer temperaturmåleinstrumentet. Sørg for at steketemperaturen er ≥ 950 ℃ og holdetiden er ≥ 2 timer (avhengig av økningen i skalltykkelsen), og kontroller sirkulasjonen til ovnsatmosfæren for å sikre at eksosgassen kan slippes ut.

2. Sjekk råvarene: Ta en ny batch med høyrent (kjemisk ren eller førsteklasses) zirkonpulver/sand for sammenlignende testing. Vær spesielt oppmerksom på innholdet av jern (Fe) og titan (Ti).

3. Kontroller miljøet for skallfremstilling: Rengjør skallfremstillingsverkstedet, sørg for at overflatebelegget er isolert fra slipeområdet, og unngå ruststøvforurensning. Sjekk silikasolen for partikler eller gel.

4. Styrk støpebeskyttelsen: Øk midlertidig styrken på argongassbeskyttelsen for å sikre at hellekoppen er fullstendig dekket av argongass under støpingen.

Trinn 2: Kortsiktig prosessoptimalisering (innen 1-2 uker)

1. Optimaliser stekeprosessen: implementer "trinnoppvarmingssteking": øk isolasjonstiden i 400-600 ℃-stadiet for å la organisk materiale spaltes fullstendig og fordampe; Oppretthold tilstrekkelig isolasjon over 900 ℃ for å drive ut kjemisk vann. For viktige komponenter, hell umiddelbart etter steking eller oppbevar i en ovn med høy temperatur (>200 ℃) for å hindre fuktighetsabsorpsjon.

2. Forsterkende smeltebehandling: Streng endelig deoksidering: Før du banker, stikk aluminiumtråd inn i den dype delen av det smeltede stålet for endelig deoksidering, og kontroller det gjenværende aluminiuminnholdet til 0,02 % -0,08 %. Reduser helletemperaturen på riktig måte: Forutsatt å sikre fullstendig fylling, reduser helletemperaturen fra overheting (for eksempel 1550 ℃) med 10-20 ℃ for å redusere termiske reaksjoner.

3. Juster temperaturen på formskallet: forkort intervallet mellom formskallet som tas ut av ovnen og helles til kortest mulig tid, og sørg for at temperaturen inne i formskallet er mellom 800-900 ℃. Høytemperaturskall kan redusere grensesnitttemperaturforskjeller og sikre jevn størkning av smeltet stål.

Trinn 3: Langsiktig systematisk kontroll (fundamental løsning)

1. Oppgradering av skallmateriale og prosess: Utskifting av overflatelagsmaterialetest: Hvis problemet vedvarer, bør du vurdere å erstatte overflatelaget med mer inert smeltet alumina (Al ₂ O3) eller "hvit korund". Selv om kostnadene er høyere, er reaktiviteten med høykromstål lavere. Introduksjon av overflatelagssintringsprosess: Etter å ha fullført overflatelaget og andre lags skallfremstilling, tilsettes en ekstra lavtemperatursintring (800 ℃) for å fortette overflatelaget og eliminere noen gassavgivende stoffer på forhånd.

2. Oppgradering av smelte- og hellesystemet: implementere argonbeskyttelsessmelting: bruk av argongass for å dekke eller blåse under smelting av induksjonsovn. Bruk av vakuum- eller beskyttende atmosfærestøping: For produkter med høy etterspørsel, er investering i vakuuminduksjonsovnssmeltestøping eller argonfylte støpebokser den mest grundige løsningen.

3. Etabler prosessovervåkingspunkter: Råvareinspeksjon: Utfør prøvetaking av urenhetsinnhold for hver batch av zirkonpulver. Registrering av skjellsteking: Etabler temperaturtidskurveovervåking for hver stekeovn. Støpefeilkart: Ta bilder og arkiver plasseringen og morfologien til oksidasjonspunktene, analyser korrelasjonen med treposisjonen og spor forurensningskilden.

Oppsummer den anbefalte feilsøkingsprosessen for problemet med "oksidasjonspunkter/flekker på overflatelaget av zirkonpulversand i en 205 grams støping". Det anbefales å prioritere feilsøking som følger:

1. Primær mistanke: Er skjellstekingen tilstrekkelig? Utfør sammenlignende eksperimenter ved å øke steketemperaturen og holdetiden.

2. Sekundær mistanke: Er zirkonmaterialet rent? Bytt ut en gruppe kjente materialer med høy renhet for sammenlignende testing.

3. Sjekk samtidig: Er hellebeskyttelsen virkelig effektiv? Sjekk luftstrømstatusen ved argonrørledningen, strømningsmåleren og innløpskoppen.

4. Endelig optimalisering: Juster matchingen av prosessparametere, hovedsakelig skalltemperaturen og helletemperaturen. Gjennom den ovennevnte systematiske undersøkelsen og optimaliseringen, spesielt for å sikre absolutt tørrhet og renslighet av skallet og styrke grensesnittbeskyttelsen, kan oksidasjonspunktene og flekkene på overflaten av 410 presisjonsstøpte i rustfritt stål elimineres effektivt.