¿Qué pasos y soporte del proceso se requieren para lograr una solidificación equilibrada del hierro dúctil?

Los puntos centrales del proceso de solidificación equilibrada del hierro dúctil y su implementación en la producción son un proceso de perfecta transformación de la teoría en la práctica. Puede resolver el problema de la contracción y la porosidad del hierro dúctil en la producción real. Realizar la solidificación equilibrada del hierro dúctil es un proyecto sistemático que requiere que realicemos el siguiente trabajo:

1. Comprender profundamente los puntos centrales del proceso de "solidificación equilibrada"

La "teoría de la solidificación en equilibrio" fue propuesta por el profesor Wei Bing, un experto en fundición en China. Rompe con el pensamiento tradicional de "solidificación secuencial" y su idea central es utilizar la expansión de la grafitización durante el proceso de solidificación del hierro dúctil para compensar la contracción, logrando así el objetivo de piezas fundidas sin contracción ni porosidad.

Los puntos centrales de su proceso se pueden resumir en tres palabras clave:

El equilibrio entre "expansión" y "contracción": este es el punto más fundamental. Durante la solidificación, el hierro dúctil sufre tanto una "expansión" debido a la precipitación del grafito (expansión por grafitización) como una "contracción" debido a la contracción del estado líquido y sólido. El objetivo de la artesanía es crear condiciones que permitan que la "expansión" contrarreste la "contracción". 2. Equilibrio entre "rigidez" y "flexibilidad": "rigidez" se refiere a que el molde tiene suficiente resistencia para "retener" la presión generada por la expansión de la grafitización, lo que obliga a la fuerza de expansión a actuar en la dirección opuesta sobre el hierro fundido para compensar la contracción. Ésta es la base para lograr la "autorreposición y contracción". Generalmente se logra mediante arena de moldeo de alta resistencia (como arena de resina, arena recubierta), cajas de arena reforzadas y otros métodos. Suave "(flexible/flexible): se refiere a la creación de un entorno" suave "apropiado (como salidas de aire, elevadores de desbordamiento, capas de arena blanda) al final del camino o cerca del punto caliente donde se requiere la contracción, permitiendo que la cavidad del molde se retire de manera controlada para guiar el campo de flujo de contracción, liberar el exceso de presión y evitar que la pieza fundida se "hinche" o se mueva la pared. 3. Equilibrio entre "caliente" y "frío": controle el campo de temperatura de la pieza fundida a través de un sistema de compuerta. Calor ": En los nodos calientes gruesos y grandes de las piezas fundidas, la contracción del líquido necesaria y la suplementación de calor se proporcionan mediante el uso de elevadores ocultos o laterales. Frío ": uso de hierro frío para acelerar el enfriamiento local en áreas de piezas fundidas de paredes delgadas o que se enfrían rápidamente, eliminar puntos calientes y establecer un gradiente de temperatura hacia el tubo ascendente.

Mnemónico central: "Si es duro, es duro; si es blando, es blando; si hace calor, hace calor; si hace frío, hace frío; use la expansión en lugar de la contracción para lograr el equilibrio dinámico.

2. Los métodos de implementación específicos de los puntos centrales en producción.

Para traducir la teoría anterior en operaciones prácticas de producción, es necesario controlar sistemáticamente desde los siguientes aspectos:

1. Diseño del proceso de molde (realización de "rigidez" y "flexibilidad")

Elija materiales de moldeo de alta resistencia: se debe preferir arena de resina (resina de furano, resina fenólica alcalina) o arena recubierta. Estos materiales tienen alta resistencia y pueden resistir eficazmente la expansión de la grafitización, que es la base para lograr una solidificación equilibrada. La arena arcillosa (arena húmeda) requiere un control estricto de la humedad y la velocidad de compactación y, si es necesario, refuerzo de los areneros y moldes. Sistema de vertido compacto y de diseño razonable: generalmente utiliza un sistema de vertido semicerrado (como F recto: F horizontal: F interior = 1,5:1,2:1) o completamente cerrado. El llenado rápido reduce la erosión y también ayuda a que la copa del bebedero y el bebedero tengan un cierto efecto de contracción en la etapa posterior. Utilice contrahuellas "pequeñas pero numerosas": No es necesario que las contrahuellas sean tan grandes como las de acero fundido. Utilice elevadores de tamaño pequeño, en su mayoría ocultos (comederos de borde, comederos de orejas, comederos de pico de pato, etc.) o comederos laterales. El diseño del cuello ascendente es clave: debe ser "corto, delgado y ancho". Su función es compensar suavemente la contracción del líquido en la etapa inicial de solidificación y "autocerrarse" (solidificarse) rápidamente al comienzo de la expansión de la grafitización en la etapa intermedia de solidificación, bloqueando la presión de expansión dentro de la fundición en lugar de liberarla en el tubo ascendente. Uso inteligente de la plancha fría: colocar una plancha fría externa en el punto caliente y grueso de la pieza fundida puede acelerar el enfriamiento de esa área, eliminar el punto caliente y reducir su dependencia del elevador. Cuando se utiliza junto con un tubo ascendente, se puede establecer un gradiente de temperatura más ideal para guiar la secuencia de solidificación. Configuración del escape y el desbordamiento: se deben configurar suficientes orificios de escape en el punto más alto y en el último punto de llenado de la cavidad del molde para garantizar una descarga suave del gas de la cavidad. Se instala un tubo ascendente de rebose (bolsa recolectora de escoria) al final del vertido o en el flujo final de hierro fundido. No solo puede recolectar escoria sino también descargar hierro fundido a baja temperatura, equilibrando la presión y la temperatura dentro de la cavidad del molde.

2. Control de fundición y esferoidización (garantía de fuente de "expansión")

Composición química estable: Equivalente de carbono (CE): adopción de una solución con alto contenido de carbono y bajo contenido de silicio. El CE suele controlarse entre un 4,6% y un 4,9%. El alto contenido de carbono puede garantizar una precipitación suficiente de grafito y generar suficiente fuerza de expansión; Un nivel bajo de silicio puede evitar un aumento excesivo de la temperatura eutéctica y evitar que la expansión del grafito llegue demasiado tarde. Contenido de magnesio (Mg) residual: no debe ser demasiado alto, generalmente controlado entre 0,03%-0,05%. Una altura excesiva aumentará la tendencia a la fundición blanca, inhibirá la grafitización y reducirá la expansión. Buen efecto de esferoidización: asegúrese de que el nivel de esferoidización alcance 1-2 niveles. Sólo las bolas redondas de grafito pueden proporcionar una fuerza de expansión suficiente y uniforme. Cuanto mayor y menor sea el número de bolas de grafito, antes comenzará la expansión y mejor será el efecto. Temperatura de vertido adecuada: Con la premisa de garantizar un llenado completo, intente reducir la temperatura de vertido tanto como sea posible (por ejemplo, 1320 ℃ -1380 ℃). El vertido a baja temperatura puede reducir la cantidad de contracción del líquido, acortar el tiempo de solidificación y permitir una expansión de grafitización más temprana y efectiva para compensar la contracción.

3. Control del proceso de producción (garantía del equilibrio dinámico)

Compactación adecuada de la arena de moldeo: asegúrese de que la dureza del molde de arena cumpla con el estándar (como arena de resina> 90, arena de arcilla> 85) y garantice la "rigidez" del molde. Medición precisa del hierro fundido: asegure la cantidad exacta de hierro en el paquete de tratamiento de esferoidización para garantizar la adición precisa de agente esferoidizante e inoculante, estabilizando así el efecto de esferoidización y la composición química. Vaciado rápido: Vierta lo antes posible después del tratamiento de esferoidización (generalmente completado dentro de los 10 minutos posteriores a la "reacción asentada") para evitar la fertilidad y la disminución de la esferoidización. Tiempo de boxeo razonable: después del vertido, la pieza fundida debe tener suficiente tiempo de aislamiento en el molde de arena (al menos después de que se complete la solidificación eutéctica) antes de boxear y lijar. El boxeo prematuro perderá la restricción de "rigidez" del molde de arena y las piezas fundidas se deformarán o incluso se hincharán bajo la acción de la fuerza de expansión, lo que resultará en un fuerte aumento en el riesgo de contracción y aflojamiento interno.

resumen

En resumen, lograr una solidificación equilibrada no es una técnica única, sino un concepto sistemático que recorre todo el proceso de diseño de procesos, control de fusión y gestión de producción. Requiere que los productores tengan un conocimiento profundo de las características de solidificación del hierro dúctil y logren el efecto ideal de "reemplazar la contracción con expansión y equilibrar la rigidez y la flexibilidad" a través de una serie de medidas como fundición de alta rigidez, elevador pequeño, hierro frío, baja temperatura de vertido y hierro fundido de alta calidad. En aplicaciones prácticas, se recomienda realizar experimentos de proceso y verificación de secciones en productos típicos para optimizar y determinar los parámetros de proceso más adecuados para condiciones de producción específicas.