Quais etapas e suporte de processo são necessários para alcançar a solidificação equilibrada do ferro dúctil?

Os pontos centrais do processo de solidificação balanceado do ferro dúctil e sua implementação na produção são um processo de transformação perfeita da teoria em prática. Pode resolver o problema de encolhimento e porosidade do ferro dúctil na produção real. Realizar a solidificação equilibrada do ferro dúctil é um projeto sistemático que exige que façamos o seguinte trabalho:

1. Compreender profundamente os principais pontos do processo de "solidificação equilibrada"

A "teoria da solidificação do equilíbrio" foi proposta pelo professor Wei Bing, especialista em fundição na China. Rompe com o pensamento tradicional de “solidificação sequencial” e tem como ideia central utilizar a expansão da grafitização durante o processo de solidificação do ferro dúctil para compensar o encolhimento, atingindo assim o objetivo de peças fundidas sem encolhimento e porosidade.

Os pontos centrais do seu processo podem ser resumidos em três palavras-chave:

O equilíbrio entre “expansão” e “contração”: Este é o ponto mais fundamental. Durante a solidificação, o ferro dúctil sofre tanto "expansão" devido à precipitação de grafite (expansão de grafitização) quanto "encolhimento" devido à retração no estado líquido e sólido. O objetivo do artesanato é criar condições que permitam a “expansão” para neutralizar a “contração”. 2. Equilíbrio entre "rigidez" e "flexibilidade": "rigidez" refere-se ao molde ter resistência suficiente para "manter" a pressão gerada pela expansão da grafitização, forçando a força de expansão a atuar na direção oposta sobre o ferro fundido para compensação de contração. Esta é a base para alcançar a “auto-reabastecimento e contracção”. Geralmente obtido por meio de areia de moldagem de alta resistência (como areia resinosa, areia revestida), caixas de areia reforçadas e outros métodos. Suave "(flexível/rendimento): refere-se à criação de um ambiente" macio "apropriado (como saídas de ar, risers de transbordamento, camadas de areia macia) no final do caminho ou perto do ponto quente onde o encolhimento é necessário, permitindo que a cavidade do molde recue de maneira controlada para guiar o campo de fluxo de encolhimento, liberar o excesso de pressão e evitar que a peça fundida" inche "ou movimento da parede. 3. Equilíbrio entre "quente" e "frio": Controle o campo de temperatura da peça fundida através de um sistema de gating. Calor ": Nos nós grossos e grandes das peças fundidas, a contração líquida necessária e a suplementação térmica são fornecidas pelo uso de risers ocultos ou laterais. Frio ": Usar ferro frio para acelerar o resfriamento local em áreas de peças fundidas de paredes finas ou resfriadas rapidamente, eliminar pontos quentes e estabelecer um gradiente de temperatura em direção ao riser.

Mnemônico central: "Se for difícil, é difícil; se for macio, é macio; se estiver quente, está quente; se estiver frio, está frio; use a expansão em vez da contração para alcançar o equilíbrio dinâmico.

2. Os métodos específicos de implementação dos pontos centrais da produção

Para traduzir a teoria acima em operações práticas de produção, é necessário controlar sistematicamente os seguintes aspectos:

1. Projeto do processo de molde (realização de "rigidez" e "flexibilidade")

Escolha materiais de moldagem de alta resistência: areia resinosa (resina furânica, resina fenólica alcalina) ou areia revestida deve ser preferida. Esses materiais possuem alta resistência e podem resistir efetivamente à expansão da grafitização, que é a base para alcançar uma solidificação equilibrada. A areia argilosa (areia úmida) requer controle rigoroso de umidade e taxa de compactação e, se necessário, reforço de caixas de areia e moldes. Sistema de vazamento compacto e razoavelmente projetado: geralmente usando sistema de vazamento semi-fechado (como F reto: F horizontal: F interno = 1,5: 1,2: 1) ou totalmente fechado. O enchimento rápido reduz a erosão e também ajuda o copo do sprue e o sprue a terem um certo efeito de encolhimento no estágio posterior. Use risers 'pequenos, mas numerosos': Os risers não precisam ser tão grandes quanto o aço fundido. Use risers de tamanho pequeno, principalmente ocultos (alimentadores de borda, alimentadores de orelha, alimentadores de bico de pato, etc.) ou alimentadores laterais. O design do pescoço do riser é fundamental: deve ser “curto, fino e largo”. Sua função é compensar suavemente o encolhimento do líquido no estágio inicial de solidificação e "auto-fechar" (solidificar) rapidamente no início da expansão da grafitização no estágio intermediário de solidificação, travando a pressão de expansão dentro da peça fundida em vez de liberá-la no riser. Uso inteligente de ferro frio: Colocar um ferro frio externo no ponto quente espesso da peça fundida pode acelerar o resfriamento dessa área, eliminar o ponto quente e reduzir sua dependência do riser. Quando usado em conjunto com um riser, um gradiente de temperatura mais ideal pode ser estabelecido para orientar a sequência de solidificação. Configuração de exaustão e transbordamento: orifícios de exaustão suficientes devem ser instalados no ponto mais alto e no último ponto de enchimento da cavidade do molde para garantir a descarga suave do gás da cavidade. Um riser de transbordamento (saco coletor de escória) é instalado no final do vazamento ou no fluxo final do ferro fundido. Ele pode não apenas coletar escória, mas também descarregar ferro fundido em baixa temperatura, equilibrando a pressão e a temperatura dentro da cavidade do molde.

2. Controle de fundição e esferoidização (garantia de fonte de "expansão")

Composição química estável: Carbono Equivalente (CE): Adotando uma solução com alto teor de carbono e baixo teor de silício. O CE geralmente é controlado entre 4,6% e 4,9%. O alto teor de carbono pode garantir precipitação suficiente de grafite e gerar força de expansão suficiente; O baixo teor de silício pode impedir o aumento excessivo da temperatura eutética e evitar que a expansão da grafite chegue tarde demais. Teor residual de magnésio (Mg): não deve ser muito alto, geralmente controlado em 0,03% -0,05%. A altura excessiva aumentará a tendência de fundição branca, inibirá a grafitização e reduzirá a expansão. Bom efeito de esferoidização: Certifique-se de que o nível de esferoidização atinja 1-2 níveis. Somente bolas redondas de grafite podem fornecer força de expansão suficiente e uniforme. Quanto maior e menor o número de bolas de grafite, mais cedo começa a expansão e melhor será o efeito. Temperatura de vazamento adequada: Com a premissa de garantir o enchimento completo, tente reduzir a temperatura de vazamento tanto quanto possível (como 1320 ℃ -1380 ℃). O vazamento em baixa temperatura pode reduzir a quantidade de encolhimento do líquido, encurtar o tempo de solidificação e permitir uma expansão de grafitização mais precoce e eficaz para compensar o encolhimento.

3. Controle do processo produtivo (garantia de equilíbrio dinâmico)

Compactação adequada da areia de moldagem: Certifique-se de que a dureza do molde de areia atenda ao padrão (como areia resinosa> 90, areia argilosa> 85) e garanta a "rigidez" do molde. Medição precisa de ferro fundido: Garanta a quantidade precisa de ferro no pacote de tratamento de esferoidização para garantir a adição precisa do agente esferoidizante e do inoculante, estabilizando assim o efeito de esferoidização e a composição química. Fundição rápida: Despeje o mais rápido possível após o tratamento de esferoidização (geralmente concluído dentro de 10 minutos após a "estabelecimento da reação") para evitar o declínio da fertilidade e da esferoidização. Tempo de encaixotamento razoável: Após o vazamento, a peça fundida deve ter tempo de isolamento suficiente no molde de areia (pelo menos após a conclusão da solidificação eutética) antes do encaixotamento e lixamento. O encaixotamento prematuro perderá a restrição de "rigidez" do molde de areia, e as peças fundidas irão deformar-se ou mesmo inchar sob a ação da força de expansão, resultando em um aumento acentuado no risco de encolhimento interno e frouxidão.

resumo

Em resumo, alcançar a solidificação equilibrada não é uma técnica única, mas um conceito sistemático que percorre todo o processo de projeto de processo, controle de fusão e gerenciamento de produção. Exige que os produtores tenham um conhecimento profundo das características de solidificação do ferro dúctil e alcancem o efeito ideal de "substituir o encolhimento pela expansão e equilibrar a rigidez e a flexibilidade" através de uma série de medidas, como fundição de alta rigidez, riser pequeno, ferro frio, baixa temperatura de vazamento e ferro fundido de alta qualidade. Em aplicações práticas, recomenda-se a realização de experimentos de processo e verificação de seções em produtos típicos para otimizar e determinar os parâmetros de processo mais adequados para condições de produção específicas.