Quali fasi e supporto al processo sono necessari per ottenere una solidificazione equilibrata della ghisa sferoidale?

I punti centrali del processo di solidificazione equilibrato della ghisa sferoidale e della sua implementazione nella produzione sono un processo che trasforma perfettamente la teoria in pratica. Può risolvere il problema del ritiro e della porosità della ghisa sferoidale nella produzione effettiva. Realizzare una solidificazione equilibrata della ghisa duttile è un progetto sistematico che richiede di svolgere il seguente lavoro:

1、 Comprendere a fondo i punti fondamentali del processo di "solidificazione equilibrata"

La "teoria della solidificazione dell'equilibrio" è stata proposta dal professor Wei Bing, un esperto di fusione in Cina. Si allontana dal pensiero tradizionale della "solidificazione sequenziale" e la sua idea centrale è quella di utilizzare l'espansione della grafitizzazione durante il processo di solidificazione della ghisa duttile per compensare il ritiro, raggiungendo così l'obiettivo di getti senza ritiro e porosità.

I punti centrali del suo processo possono essere riassunti in tre parole chiave:

L'equilibrio tra "espansione" e "contrazione": questo è il punto fondamentale. Durante la solidificazione, la ghisa duttile subisce sia "espansione" dovuta alla precipitazione della grafite (espansione per grafitizzazione) sia "ritiro" dovuto al ritiro allo stato liquido e solido. L'obiettivo dell'artigianato è creare condizioni che consentano l'”espansione” per contrastare la “contrazione”. 2. Equilibrio tra "rigidità" e "flessibilità": "rigidità" si riferisce allo stampo che ha una resistenza sufficiente a "trattenere" la pressione generata dall'espansione della grafitizzazione, costringendo la forza di espansione ad agire nella direzione opposta sul ferro fuso per compensare il ritiro. Questa è la base per raggiungere l'"autorifornimento e contrazione". Solitamente ottenuto mediante sabbia da stampaggio ad alta resistenza (come sabbia resinosa, sabbia rivestita), scatole di sabbia rinforzate e altri metodi. Morbido "(flessibile/cedevole): si riferisce alla creazione di un ambiente" morbido "appropriato (come prese d'aria, colonne montanti di troppopieno, strati di sabbia soffice) alla fine del percorso o vicino al punto caldo dove è richiesto il ritiro, consentendo alla cavità dello stampo di ritirarsi in modo controllato per guidare il campo di flusso di ritiro, rilasciare la pressione in eccesso e impedire il "rigonfiamento" o il movimento delle pareti del getto. 3. Equilibrio tra "caldo" e "freddo": controllare il campo di temperatura del getto attraverso un sistema di colata. Calore ": Nei nodi caldi spessi e grandi dei getti, il necessario ritiro liquido e l'integrazione di calore vengono forniti utilizzando montanti nascosti o laterali. Freddo ": utilizzo del ferro freddo per accelerare il raffreddamento locale nelle aree dei getti a pareti sottili o raffreddate rapidamente, eliminare i punti caldi e stabilire un gradiente di temperatura verso il montante.

Mnemonico fondamentale: "Se è duro, è duro; se è morbido, è morbido; se fa caldo, è caldo; se è freddo, è freddo; usa l'espansione invece della contrazione per raggiungere l'equilibrio dinamico.

2、 I metodi specifici di implementazione dei punti fondamentali nella produzione

Per tradurre la teoria di cui sopra in operazioni pratiche di produzione, è necessario controllare sistematicamente i seguenti aspetti:

1. Progettazione del processo dello stampo (realizzazione di "rigidità" e "flessibilità")

Scegliere materiali per stampaggio ad alta resistenza: è preferibile la sabbia resinosa (resina furanica, resina fenolica alcalina) o la sabbia rivestita. Questi materiali hanno un'elevata resistenza e possono resistere efficacemente all'espansione della grafitizzazione, che è la base per ottenere una solidificazione equilibrata. La sabbia argillosa (sabbia bagnata) richiede un controllo rigoroso dell'umidità e del tasso di compattazione e, se necessario, il rinforzo dei contenitori di sabbia e degli stampi. Sistema di colata compatto e ragionevolmente progettato: solitamente utilizzando un sistema di colata semichiuso (come F dritto: F orizzontale: F interno = 1,5:1,2:1) o completamente chiuso. Il riempimento rapido riduce l'erosione e aiuta anche la coppa del canale di colata e il canale di colata ad avere un certo effetto di ritiro nella fase successiva. Utilizzare riser "piccoli ma numerosi": non è necessario che i riser siano grandi quanto l'acciaio fuso. Utilizzare alimentatori di piccole dimensioni, per lo più nascosti (alimentatore per bordi, alimentatori per orecchie, alimentatori a becco d'anatra, ecc.) o alimentatori laterali. Il design del collo del riser è fondamentale: dovrebbe essere "corto, sottile e largo". La sua funzione è quella di compensare dolcemente il ritiro del liquido nella fase iniziale della solidificazione e di "autochiudersi" (solidificare) rapidamente all'inizio dell'espansione della grafitizzazione nella fase intermedia della solidificazione, bloccando la pressione di espansione all'interno del getto invece di rilasciarla nel montante. Uso intelligente del ferro freddo: posizionare un ferro freddo esterno nel punto caldo e spesso della fusione può accelerare il raffreddamento di quell'area, eliminare il punto caldo e ridurre la sua dipendenza dal montante. Se utilizzato insieme a un montante, è possibile stabilire un gradiente di temperatura più ideale per guidare la sequenza di solidificazione. Impostazione dello scarico e del trabocco: è necessario predisporre sufficienti fori di scarico nel punto più alto e nell'ultimo punto di riempimento della cavità dello stampo per garantire uno scarico regolare del gas dalla cavità. Una colonna montante di troppopieno (sacco di raccolta scorie) viene installata alla fine del getto o al flusso finale del ferro fuso. Non solo può raccogliere le scorie ma anche scaricare il ferro fuso a bassa temperatura, bilanciando la pressione e la temperatura all'interno della cavità dello stampo.

2. Controllo della fusione e della sferoidizzazione (fonte garanzia di “espansione”)

Composizione chimica stabile: Carbonio equivalente (CE): Adozione di una soluzione ad alto contenuto di carbonio e basso contenuto di silicio. La CE è solitamente controllata tra il 4,6% e il 4,9%. L'alto contenuto di carbonio può garantire una sufficiente precipitazione della grafite e generare una forza di espansione sufficiente; Un basso livello di silicio può impedire un aumento eccessivo della temperatura eutettica e impedire che l'espansione della grafite avvenga troppo tardi. Contenuto residuo di magnesio (Mg): non dovrebbe essere troppo elevato, generalmente controllato allo 0,03% -0,05%. Un'altezza eccessiva aumenterà la tendenza alla colata bianca, inibirà la grafitizzazione e ridurrà l'espansione. Buon effetto sferoidizzazione: garantire che il livello di sferoidizzazione raggiunga 1-2 livelli. Solo le sfere rotonde in grafite possono fornire una forza di espansione sufficiente e uniforme. Quanto più grande e piccolo è il numero delle sfere di grafite, tanto prima inizia l'espansione e migliore è l'effetto. Temperatura di versamento adeguata: con la premessa di garantire un riempimento completo, provare a ridurre il più possibile la temperatura di versamento (ad esempio 1320 ℃ -1380 ℃). Il versamento a bassa temperatura può ridurre la quantità di ritiro del liquido, abbreviare il tempo di solidificazione e consentire un'espansione della grafitizzazione più rapida e più efficace per compensare il ritiro.

3. Controllo del processo produttivo (garanzia dell'equilibrio dinamico)

Compattazione adeguata della sabbia di modellatura: assicurarsi che la durezza dello stampo in sabbia soddisfi gli standard (come sabbia di resina>90, sabbia di argilla>85) e garantire la "rigidità" dello stampo. Misurazione accurata del ferro fuso: garantire la quantità accurata di ferro nel pacchetto di trattamento di sferoidizzazione per garantire l'aggiunta precisa dell'agente sferoidizzante e dell'inoculante, stabilizzando così l'effetto di sferoidizzazione e la composizione chimica. Colata rapida: versare il prima possibile dopo il trattamento di sferoidizzazione (solitamente completato entro 10 minuti dalla "decantazione della reazione") per prevenire il declino della fertilità e della sferoidizzazione. Tempo di inscatolamento ragionevole: dopo il getto, il getto deve avere un tempo di isolamento sufficiente nello stampo di sabbia (almeno dopo il completamento della solidificazione dell'eutettico) prima di inscatolare e carteggiare. L'inscatolamento prematuro farà perdere il vincolo di "rigidità" dello stampo in sabbia e i getti si deformeranno o addirittura si gonfieranno sotto l'azione della forza di espansione, con conseguente forte aumento del rischio di ritiro e allentamento interno.

riepilogo

In sintesi, ottenere una solidificazione equilibrata non è una singola tecnica, ma un concetto sistematico che attraversa l’intero processo di progettazione del processo, controllo della fusione e gestione della produzione. Richiede ai produttori di avere una profonda conoscenza delle caratteristiche di solidificazione della ghisa duttile e di ottenere l'effetto ideale di "sostituire il ritiro con l'espansione e bilanciare rigidità e flessibilità" attraverso una serie di misure come fusione ad alta rigidità, montante piccolo, ferro freddo, bassa temperatura di colata e ferro fuso di alta qualità. Nelle applicazioni pratiche, si consiglia di condurre esperimenti di processo e verifiche di sezione su prodotti tipici per ottimizzare e determinare i parametri di processo più adatti per condizioni di produzione specifiche.