Cần những bước và quy trình hỗ trợ nào để đạt được sự hóa rắn cân bằng của sắt dẻo?

Điểm cốt lõi của quá trình hóa rắn cân bằng cho sắt dẻo và việc thực hiện nó trong sản xuất là một quá trình chuyển đổi hoàn hảo lý thuyết thành thực tiễn. Nó có thể giải quyết vấn đề co ngót và độ xốp của sắt dẻo trong sản xuất thực tế. Hiện thực hóa quá trình hóa rắn cân bằng của sắt dẻo là một dự án có hệ thống đòi hỏi chúng tôi phải thực hiện các công việc sau:

1, Hiểu sâu sắc các điểm quy trình cốt lõi của "sự kiên cố hóa cân bằng"

“Lý thuyết hóa rắn cân bằng” được đề xuất bởi Giáo sư Wei Bing, một chuyên gia đúc ở Trung Quốc. Nó thoát khỏi suy nghĩ truyền thống về "sự hóa rắn tuần tự" và ý tưởng cốt lõi của nó là sử dụng sự giãn nở grafit hóa trong quá trình hóa rắn của sắt dẻo để bù đắp cho độ co ngót, từ đó đạt được mục tiêu đúc mà không bị co ngót và xốp.

Những điểm cốt lõi của quá trình này có thể được tóm tắt thành ba từ khóa:

Sự cân bằng giữa “mở rộng” và “thu hẹp”: Đây là điểm cơ bản nhất. Trong quá trình hóa rắn, sắt dẻo trải qua cả quá trình "giãn nở" do kết tủa than chì (giãn nở grafit hóa) và "co lại" do co rút ở trạng thái lỏng và rắn. Mục tiêu của nghề thủ công là tạo ra các điều kiện cho phép “mở rộng” chống lại “co lại”. 2. Cân bằng giữa "độ cứng" và "độ linh hoạt": "độ cứng" dùng để chỉ khuôn có đủ độ bền để "giữ" áp suất tạo ra do quá trình giãn nở đồ họa hóa, buộc lực giãn nở tác dụng theo hướng ngược lại lên sắt nóng chảy để bù độ co ngót. Đây là nền tảng để đạt được 'sự tự bổ sung và co lại'. Thường đạt được thông qua cát đúc cường độ cao (như cát nhựa, cát phủ), hộp cát gia cố và các phương pháp khác. Soft "(linh hoạt/năng suất): đề cập đến việc thiết lập một môi trường "mềm" thích hợp (chẳng hạn như lỗ thông hơi, ống chống tràn, lớp cát mềm) ở cuối đường dẫn hoặc gần điểm nóng nơi cần co ngót, cho phép khoang khuôn rút lui một cách có kiểm soát để dẫn hướng trường dòng co ngót, giải phóng áp suất dư thừa và ngăn vật đúc "phình" hoặc chuyển động thành. 3. Cân bằng giữa "nóng" và "lạnh": Kiểm soát trường nhiệt độ của vật đúc thông qua hệ thống cổng nhiệt. ": Tại các nút nóng dày và lớn của vật đúc, sự co rút chất lỏng cần thiết và bổ sung nhiệt được cung cấp bằng cách sử dụng các ống nâng ẩn hoặc bên cạnh. Lạnh ": Sử dụng bàn ủi lạnh để tăng tốc độ làm mát cục bộ tại các khu vực đúc có thành mỏng hoặc được làm lạnh nhanh, loại bỏ các điểm nóng và thiết lập độ dốc nhiệt độ về phía ống nâng.

Ghi nhớ cốt lõi: “Nếu nó cứng thì nó cứng; nếu nó mềm thì nó mềm; nếu nó nóng thì nó nóng; nếu nó lạnh thì nó lạnh; sử dụng sự giãn nở thay vì co lại để đạt được sự cân bằng động.

2, Phương pháp thực hiện cụ thể các điểm cốt lõi trong sản xuất

Để vận dụng lý thuyết trên vào hoạt động sản xuất thực tế cần kiểm soát một cách có hệ thống từ các khía cạnh sau:

1. Thiết kế quy trình khuôn (hiện thực hóa "độ cứng" và "tính linh hoạt")

Chọn vật liệu đúc có độ bền cao: nên ưu tiên cát nhựa (nhựa furan, nhựa phenolic kiềm) hoặc cát phủ. Những vật liệu này có độ bền cao và có thể chống lại sự giãn nở của quá trình than chì hóa một cách hiệu quả, là cơ sở để đạt được sự hóa rắn cân bằng. Cát đất sét (cát ướt) đòi hỏi phải kiểm soát chặt chẽ độ ẩm và tốc độ nén chặt, nếu cần thiết phải gia cố hộp cát và khuôn. Hệ thống rót được thiết kế hợp lý và nhỏ gọn: thường sử dụng hệ thống rót bán kín (như F thẳng: F ngang: F bên trong=1,5:1,2:1) hoặc hệ thống rót kín hoàn toàn. Đổ đầy nhanh làm giảm sự xói mòn và cũng giúp cốc mầm và mầm có tác dụng co rút nhất định trong giai đoạn sau. Sử dụng các ống nâng ‘nhỏ nhưng nhiều’: Các ống nâng không cần phải lớn bằng thép đúc. Sử dụng các khay ăn có kích thước nhỏ, hầu hết được giấu kín (ống nạp cạnh, khay nạp tai, khay nạp mỏ vịt, v.v.) hoặc khay nạp bên. Thiết kế của cổ nâng là mấu chốt: nó phải “ngắn, mỏng và rộng”. Chức năng của nó là bù đắp trơn tru sự co ngót của chất lỏng trong giai đoạn đầu của quá trình hóa rắn và nhanh chóng "tự đóng" (hóa rắn) khi bắt đầu quá trình giãn nở đồ họa hóa ở giai đoạn giữa của quá trình hóa rắn, khóa áp suất giãn nở bên trong vật đúc thay vì giải phóng nó vào ống nâng. Sử dụng bàn ủi nguội một cách thông minh: Đặt bàn ủi nguội bên ngoài vào điểm nóng dày của vật đúc có thể đẩy nhanh quá trình làm mát khu vực đó, loại bỏ điểm nóng và giảm sự phụ thuộc của nó vào ống nâng. Khi sử dụng kết hợp với ống nâng, có thể thiết lập gradient nhiệt độ lý tưởng hơn để định hướng trình tự hóa rắn. Thiết lập ống xả và tràn: phải bố trí đủ lỗ thoát khí ở điểm cao nhất và điểm nạp cuối cùng của khoang khuôn để đảm bảo khí thoát ra khỏi khoang được thông suốt. Một ống chống tràn (túi thu gom xỉ) được lắp đặt ở cuối quá trình rót hoặc ở dòng chảy cuối cùng của sắt nóng chảy. Nó không chỉ có thể thu gom xỉ mà còn có thể xả sắt nóng chảy ở nhiệt độ thấp, cân bằng áp suất và nhiệt độ bên trong khoang khuôn.

2. Kiểm soát quá trình nấu chảy và hình cầu (đảm bảo nguồn "mở rộng")

Thành phần hóa học ổn định: Tương đương cacbon (CE): Sử dụng dung dịch cacbon cao, ít silic. CE thường được kiểm soát trong khoảng từ 4,6% đến 4,9%. Carbon cao có thể đảm bảo đủ lượng mưa than chì và tạo ra lực giãn nở đủ; Lượng silicon thấp có thể ngăn chặn sự gia tăng quá mức của nhiệt độ eutectic và ngăn chặn sự giãn nở của than chì đến quá muộn. Hàm lượng magie (Mg) dư: không được quá cao, thường được kiểm soát ở mức 0,03% -0,05%. Chiều cao quá mức sẽ làm tăng xu hướng đúc trắng, ức chế quá trình than chì hóa và giảm độ giãn nở. Hiệu ứng hình cầu tốt: Đảm bảo mức độ hình cầu đạt 1-2 cấp độ. Chỉ những quả bóng than chì tròn mới có thể cung cấp lực giãn nở đủ và đồng đều. Số lượng bóng than chì càng ít thì quá trình giãn nở bắt đầu càng sớm và hiệu quả càng tốt. Nhiệt độ rót thích hợp: Với tiền đề đảm bảo đổ đầy hoàn toàn, hãy cố gắng giảm nhiệt độ rót càng nhiều càng tốt (chẳng hạn như 1320oC -1380oC). Đổ ở nhiệt độ thấp có thể làm giảm lượng co ngót của chất lỏng, rút ​​ngắn thời gian hóa rắn và cho phép mở rộng than chì hóa sớm hơn và hiệu quả hơn để bù lại độ co ngót.

3. Kiểm soát quá trình sản xuất (đảm bảo cân bằng động)

Độ nén vừa đủ của cát đúc: Đảm bảo độ cứng của khuôn cát đạt tiêu chuẩn (chẳng hạn như cát nhựa>90, cát đất sét>85) và đảm bảo độ “độ cứng” của khuôn. Đo chính xác lượng sắt nóng chảy: Đảm bảo lượng sắt chính xác trong gói xử lý tạo hình cầu để đảm bảo bổ sung chính xác chất tạo hình cầu và chế phẩm, từ đó ổn định hiệu quả tạo hình cầu và thành phần hóa học. Đổ nhanh: Đổ càng sớm càng tốt sau khi xử lý quá trình hình cầu (thường hoàn thành trong vòng 10 phút sau khi "xử lý phản ứng") để ngăn chặn khả năng sinh sản và suy giảm quá trình hình cầu. Thời gian đóng hộp hợp lý: Sau khi đổ, vật đúc phải có đủ thời gian cách nhiệt trong khuôn cát (ít nhất là sau khi hoàn thành quá trình hóa rắn eutectic) trước khi đóng hộp và chà nhám. Quyền anh sớm sẽ làm mất đi sự hạn chế về "độ cứng" của khuôn cát, và vật đúc sẽ biến dạng hoặc thậm chí phồng lên dưới tác động của lực giãn nở, dẫn đến nguy cơ co ngót và lỏng lẻo bên trong tăng mạnh.

bản tóm tắt

Tóm lại, đạt được sự hóa rắn cân bằng không phải là một kỹ thuật đơn lẻ mà là một khái niệm có hệ thống xuyên suốt toàn bộ quá trình thiết kế quy trình, kiểm soát nóng chảy và quản lý sản xuất. Nó đòi hỏi các nhà sản xuất phải hiểu sâu sắc về đặc tính hóa rắn của sắt dẻo và đạt được hiệu quả lý tưởng là "thay thế co ngót bằng giãn nở và cân bằng độ cứng và tính linh hoạt" thông qua một loạt các biện pháp như đúc có độ cứng cao, ống nâng nhỏ, sắt nguội, nhiệt độ rót thấp và sắt nóng chảy chất lượng cao. Trong các ứng dụng thực tế, nên tiến hành thử nghiệm quy trình và xác minh từng phần trên các sản phẩm điển hình để tối ưu hóa và xác định các thông số quy trình phù hợp nhất cho các điều kiện sản xuất cụ thể.