بعض النصائح لضمان جودة مصبوبات الطرد المركزي
من يموت قصير تبريد الهواء
مقدمة:
بالنسبة لتصنيع إدراج أخدود Ni-Resist ، فإن النظام المثالي هو الحصول على آلات صب بالطرد المركزي من النوع الدائري مع قوالب لأطول فترة ممكنة ، ومجهزة بالتحكم التلقائي في عدد الدورات في الدقيقة ودرجة الحرارة ووقت الدورة. تستخدم الشركات المصنعة ذات السمعة الطيبة ذات الحجم الكبير عمومًا قوالب عداد 2-. تم اعتماد التبريد المائي الموقوت لضمان درجة حرارة موحدة للقالب من النهاية إلى النهاية.
عند إنتاج المصبوبات المقيدة أو الانتقال إلى الموردين ذوي التكلفة المنخفضة ، فإن آلات الصب بالطرد المركزي المستخدمة عمومًا لها قوالب قصيرة بطول 300 مم بدون تبريد بالماء. يصبح التحكم في البنية المجهرية أكثر صعوبة ، خاصة في النهاية الخلفية للأواني بسبب سرعة تصلب أكبر. يظل الجزء الأمامي من الإناء ساخنًا لفترة أطول ، حيث يكون أقرب إلى المعدن الساخن الذي يتم سكبه في هذه النهاية.
من أجل ضمان الجودة العالية والاتساق للبنية المجهرية للإدخالات المنتجة من هذه الأواني ، من طرف إلى آخر ، يجب اتباع بعض المبادئ البسيطة بشكل صارم في عملية الإنتاج.
تحضير الذوبان:
إدخال المواد الخام:
تتطلب النسبة العالية من النيكل في هذه المادة فرن صهر وخلط فعال ذو سعة كافية. الأنسب لهذا الغرض هو فرن الحث بالتردد الرئيسي بسعة لا تقل عن 500- كجم ويفضل أن تكون سعة 1000- كجم.
يجب أن تكون المواد الخام المدخلة ذات نقاوة معقولة. يجب أن تبقى عناصر تشكيل الكربيد مثل Mo و Va و Ti و W في آثار. تحذير: تحتوي العديد من مكاوي الخنازير التجارية على نسبة عالية من Mo و Ti. من المرغوب فيه أن يتم التحكم في هذه العناصر في الإدخال النهائي ضمن الحدود التالية:
Mo> 0. 05 بالمائة
Ti> 0. 04 بالمائة
W> 0. 02 بالمائة
Va> 0. 02 بالمائة
تعتبر خردة الفولاذ مصدرًا لعناصر المتشرد التي يمكن أن تسبب مشاكل غير متوقعة في مواد مقاومة النيكل. يجب أن تقتصر خردة الصلب على 10 في المائة كحد أقصى من الشحن قدر الإمكان ومن مصدر وتركيب معروفين.
يجب أيضًا الاحتفاظ بالرقائق والورق منخفضًا قدر الإمكان ، إذا كان لا يمكن تجنبها تمامًا. من المستحسن قصرها على 60 بالمائة كحد أقصى ويجب أن تكون جافة ونظيفة.من الصعب خلط الرقائق بشكل موحد في الذوبان. تكون خسائر بعض العناصر من الرقائق عالية وهناك خطر احتباس الهواء والهيدروجين في الرقائق ، وكلاهما يعزز الجرافيت السيئ والكربيدات الخشنة / العنقودية.
الكبريت في الذوبان ضروري في نطاق ضيق. يجب أن يبقى حوالي 0. 06 بالمائة للحصول على الصلابة المطلوبة. يسبب ارتفاع الكبريت مشاكل في البنية المجهرية.
مكافئ الكربون:
من المعروف أن مكافئ الكربون (CE) هو معلمة مهمة لمكواة الصب. يلعب هذا العامل دورًا مهمًا في نوع البنية المجهرية التي تم تطويرها في عملية الصب. يرتبط ارتباطًا وثيقًا بمعدل التصلب ، والذي يتأثر بدوره بالمقاطع العرضية للمسبوكات ودرجات الحرارة.
الاصطلاح العام هو حساب قيمة CE وفقًا لنسبة الحجم / السطح (V / S) للصب. بالنسبة إلى المسبوكات ذات الأبعاد 3- ، والتي تكون ذات مقاطع عرضية مختلفة ، يعد هذا أمرًا صعبًا للغاية. إن أواني الطرد المركزي ، على الرغم من أنها 3- ذات أبعاد ، إلا أنها ذات قسم متماثل طوال الطول ، وبالتالي يمكن حساب V / S لها كما هو موضح في الصيغة التالية:
الحجم / نسبة المساحة السطحية V / S.
V/S = ( D2 - d2 ) H / 4 (DH زائد dH زائد (D2 - d2 ) / 2 )
أين ،=القطر الخارجي (OD) لوعاء الزهر بالطرد المركزي
د=القطر الداخلي (ID) لوعاء الزهر بالطرد المركزي
= ارتفاع وعاء المصبوب بالطرد المركزي
سيكون العامل الأفضل لوعاء الطرد المركزي هو درجة التشبع ، والتي تعطى بواسطة الصيغة:
درجة التشبع Sc :
;
حيث C و Si و Ni هي القيم الفعلية في نسبة الوزن
بالنسبة لتطبيقاتنا ، فإن القيمة المرغوبة لـ S.c = 0,80 - 0,95
إن تركيب عداد CE في الفرن سيمكن من تحكم أكثر إحكامًا وفوريًا في محتوى الكربون والسيليكون في المعدن قبل صب الأواني.
النطاق الموصى به من C و Si & Mn بعد التلقيح:
الكربون: 2.70 - 2.80 بالمئة
السيليكون: 2.10 - 2.20 بالمائة
المنغنيز: 1.20 - 1.30 بالمائة
ذوبان:
من المهم تقسيم تحميل الشحنة إلى طبقات داخل الفرن من أجل الخلط الأمثل لكمية كبيرة من النيكل والنحاس في مادة Ni-Resist. تسلسل شحن مواد الإدخال المرغوب فيه هو تغيير 50 بالمائة من حديد الخنزير بالإضافة إلى الخردة ، وعندما يذوب فقط أضف النيكل والنحاس وسبائك فيرو والكربون ، وأخيراً يملأ الرصيد بنسبة 50 بالمائة من حديد الزهر.
يجب الحفاظ على الكربون عند البداية في الحمام عند 2. 75 - 2. 80 في المائة ، نيكل عند 14. 5 -15 في المائة ، والسيليكون عند 1.8 - 1.9 في المائة ، والكروم عند 1.15 - 1.2 في المائة ، ومنغنيز عند 1.2 - 1.25 نسبه مئويه
دور كربيد السيليكون:
لضمان مواقع التنوي المناسبة في الذوبان ، يلعب SiC دورًا مهمًا. لذلك يجب أن تشكل SiC جزءًا من حساب مكياج الشحنة الأصلي. وهناك حاجة إلى مزيد من إضافات SiC قبل التسخين الفائق للذوبان ، بمجرد التحقق من الكيمياء والموافقة عليها ؛ وأيضًا بعد كل بضع مغارف ، بحيث يتم تعويض استنفاد الكربون. سيساعد هذا في ضمان حدود قريبة لمحتوى الكربون وبالتالي الحصول على CE وبنية دقيقة أكثر اتساقًا.
الكمية الموصى بها من SiC في تركيبة الشحن هي 0. 25 بالمائة من إجمالي الشحنة مع عناصر السبائك المضافة إلى الشحنة. هذه الإضافة محسوبة في شحنة المكياج للكربون والسيليكون. بعد أن يصل المصهور إلى درجة حرارة 14 0 0 درجة مئوية ، يتم فحص الكيمياء وتطبيق التصحيحات إذا لزم الأمر ، وإعادة فحصها. بمجرد الموافقة على الكيمياء ، تتم إضافة 0.1٪ كربيد كربيد إضافية وعلى الفور يتم إحضار الفرن إلى الإعداد الكامل ويتم تسخين المصهور بدرجة حرارة فائقة إلى درجة حرارة التشغيل (بشكل عام 1480 - 1500 درجة مئوية ، اعتمادًا على انخفاض درجة الحرارة المتوقع بحلول الوقت يتم الانتهاء من صب القالب من كل مغرفة) ، ويبدأ التنصت في مغرفة مسخنة مسبقًا بشكل صحيح.
يجب أن تتم إضافة SiC أيضًا على فترات منتظمة أثناء دورة الصب لتجديد فقد الكربون. من أجل تقييم المتطلبات الدقيقة لكمية وتوقيت إضافات كربيد السيليكون لإعداد ذوبان وظروف تشغيل معينة ، فمن الأفضل تشغيل العديد من درجات الحرارة المراقبة عن كثب لانخفاض الكربون مع مرور الوقت. في وضع الإنتاج المستمر ، فإن فحص محتوى الكربون في كل مغرفة يتم استغلالها سيعطي بيانات كافية لتحديد متى يسقط الكربون أكثر من 0. 05 في المائة عند هذه المرحلة يجب إضافة كمية محسوبة من SiC إلى الفرن و يُسمح له باستيعاب بضع دقائق قبل الاستفادة من الكسب.
تعبئة وتلقيح المغرفة:
قبل نشر أي مغرفة في منطقة الإنتاج ، يجب تسخينها تمامًا بحيث تكون البطانة جافة تمامًا وساخنة قدر الإمكان باستخدام شعلة الشعلة المستخدمة. يجب أن يتم التسخين النهائي في بداية المناوبة وبعد انقطاع عن طريق إعادة الملء بالمعدن المنصهر من الفرن. قد يكون من الضروري إعادة استخدام أكثر من مرة واحدة للوصول بالمغرفة إلى الحد الأدنى لدرجة الحرارة المطلوبة وهي 750 درجة مئوية قبل أن يتم استغلال المعدن للاستخدام. يجب استخدام بيرومتر ملامس للتأكد من أن درجة الحرارة مناسبة.
من الناحية النظرية ، فإن المواد عالية النيكل ذاتية التلقيح. ومع ذلك ، بالنسبة لأقسامنا من مصبوبات الطرد المركزي وأدوات التحكم الصارمة في البنية المجهرية ، فمن المستحسن والضروري إجراء تلقيح في المغرفة في أقرب وقت ممكن من وقت الصب. يتم حساب نطاق التشغيل للتلقيح باستخدام السليكون الحديدي عالي الجودة (75 بالمائة) لجلب 0. 2 0 إلى 0.25 بالمائة Si. يُنصح بعدم استخدام لقاحات الحديد الزهر التقليدية مثل اللقاحات المفرطة في هذه المادة بسبب تداخل السترونشيوم.
إن إدخال تربة نادرة سيساعد بنيتنا المجهرية. يمكن استكشاف إمكانية استخدام لقاح أفضل RESEED ، مع السيريوم.
يمكن أيضًا أن يكون للكمية الخاضعة للرقابة من Nickel-Mag التي يتم إدخالها مع اللقاح تأثير جيد جدًا في تجنب الجرافيت المبرد.
يموت:
تصميم:
يعتبر التبريد بالماء المتحكم فيه مثاليًا لضمان درجة حرارة موحدة للقالب من طرف إلى آخر. ومع ذلك ، إذا كان إحضار تبريد الماء أمرًا صعبًا ، فجرّب جدوى تبريد الهواء للقالب تحت سترة مناسبة مع مدخل في الأمام وخروج الهواء الساخن من الخلف.
نظرًا لأن مشكلة قابلية الماكينة تقتصر في الغالب على إدخالات النهاية الخلفية ، فمن المستحسن دراسة الهياكل الدقيقة لإدخالات النهاية الخلفية وتحديد الحد الأدنى للقطع المطلوب لضمان إدخال تركيبات البنية المجهرية الجيدة فقط في الإنتاج. بالنسبة للقوالب القصيرة المبردة بالهواء بشكل طبيعي والتي يبلغ طولها 300 مم ، يلزم بوجه عام قطع لا يقل عن 40- مم.
على المدى الطويل ، يجب زيادة طول الأواني بمقدار 30 - 35 ملم عن طريق صنع سدادات خلفية جديدة. سيمكن هذا حتى من قطع أكبر دون المساومة على عدد الإدخالات المقطوعة من كل وعاء.
يكمن الحل الأمثل في إعادة تصميم هذه القوالب لأخذ وعاء بطول 600 مم حيث يتم زيادة الإنتاجية حتى مع وجود قطع يبلغ 50 مم في النهاية الخلفية.
عازلة:
تستخدم العديد من القوالب القصيرة مواد مهينة جافة في الهوية والتي تعمل كعزل وفاصل. هناك مواد عزل رطبة فائقة ، والتي من شأنها أن توفر حماية أفضل ضد التبريد.
من المستحسن أيضًا عزل الجزء الأمامي ، وإذا أمكن ، الحواف الخلفية للقوالب.
يجب ألا يقل سطح معرف القالب عن 300 درجة مئوية في أي وقت أثناء الإنتاج المفيد. يجب أن يكون بيرومتر التلامس في متناول اليد عند كل قالب لضمان ذلك.
في بداية كل مناوبة وبعد كل استراحة ، يجب سكب وعاء واحد أو أكثر حسب الحاجة للتأكد من أن درجة حرارة القالب عند المعرف أعلى من 300 درجة مئوية.
مع استمرار الإنتاج ، ستزداد درجة حرارة القالب تدريجياً وتستقر عند 450-500 درجة مئوية. هذه هي درجة الحرارة المثلى للقوالب القصيرة المبردة طبيعياً.
السجلات:
من الضروري مراقبة جميع المعلمات بشكل مستمر والحفاظ على سجلات مناسبة ودقيقة.
في مراحل التطوير ، من الحكمة أيضًا الاحتفاظ بسجلات الكربون والسيليكون لكل مغرفة وتطوير برنامج إضافة SiC منها.
يجب أن يتم التحكم في البنية المجهرية بشكل متكرر قدر الإمكان / ضروري على آخر إدخال مفيد تم قطعه من الطرف الخلفي للوعاء ، حتى يتم تثبيت معلمات الصب والقطع تمامًا.
