Defectos típicos de fundición de bolas de molienda de hierro dúctil multifase

La bola de molienda multifásica de hierro dúctil es un producto de proyecto desarrollado por la fábrica de reparación y ajuste electromecánico, y es un producto mejorado de la bola de molienda original de baja aleación. La planta de reparación mecánica y eléctrica tiene una producción anual cercana a las 10,000 toneladas de este tipo de bolas de molienda. En la producción real, debido a la existencia de diferentes tipos de defectos, las bolas de molienda se utilizan en las condiciones de trabajo reales y, a menudo, el no desgaste, la falta de redondez, etc. afectan el uso de las bolas de molienda. Para los factores desfavorables de calidad, es necesario analizar todo tipo de defectos uno por uno y formular los métodos de prevención correspondientes para orientar las prácticas de producción.

Defectos y características comunes

Pobre esferoidización y declive de la esferoidización

Una esferoidización deficiente significa que el tratamiento de esferoidización no cumple con los requisitos del nivel de esferoidización. La disminución de la esferoidización significa que la cantidad residual de elementos esferoidizantes en la bola de molienda en la etapa posterior de la fundición es demasiado baja para hacer que falle la esferoidización. Ambos tienen las mismas características de defecto.
 
Características macroscópicas: La fractura del yeso es de color gris plateado con manchas negras de sésamo distribuidas en ella. El gran número y el gran diámetro indican un grado grave. Todos son cereales secundarios de color gris oscuro, lo que indica que no hay esferoidización en absoluto.

Estructura metalográfica: una gran cantidad de grafito en escamas gruesas se distribuye concentradamente. Cuanto mayor sea la cantidad y el aumento de la relación de área, indica que el grado es grave y el que no tiene esferoidización es el grafito en escamas.

Causa: El hierro fundido crudo contiene alto contenido de azufre y la carga severamente oxidada contiene elementos desesferoidizantes excesivos; los contenidos residuales de magnesio y tierras raras en el hierro fundido después del tratamiento son demasiado bajos. El alto contenido de oxígeno disuelto en el hierro fundido es una razón importante de una mala esferoidización.

Elija coque con bajo contenido de azufre y carga de metal con bajo contenido de azufre, desulfure cuando sea necesario, elimine el óxido de la chatarra de acero, aumente la cantidad de elementos de tierras raras en el agente esferoidizante cuando sea necesario y controle estrictamente el proceso de esferoidización.

2.2 Cavidad de contracción y porosidad de contracción

Características y causas: La contracción se produce cuando la temperatura del hierro fundido desciende y se contrae una vez. Si la presión atmosférica hunde la capa delgada sólida en la superficie, mostrará depresiones superficiales y depresiones de juntas calientes locales. De lo contrario, el gas en el hierro fundido se precipitará en la cubierta superior y se juntará en los orificios de contracción oscuros y lisos en la pared interna de los orificios de aire, que a veces se comunican con el mundo exterior para formar cavidades brillantes. Cavidad de contracción, aunque la superficie interior es lisa, pero se ha oxidado. El tiempo de solidificación eutéctica del hierro fundido nodular es más largo que el del hierro fundido gris y se solidifica en forma de papilla. La cáscara solidificada es más débil. Durante la segunda expansión, el caparazón se expande bajo la acción de la fuerza de expansión de grafitización, que relaja la presión interna. Por lo tanto, en el segundo proceso de contracción, la presión interna de la última junta caliente solidificada es menor que la presión atmosférica, y la pequeña piscina de fusión separada por dendritas se convierte en una zona de vacío. Después de la solidificación completa, se convierte en un agujero en bruto lleno de dendritas. Es decir, defectos de contracción. Lo que es visible a simple vista se llama contracción macroscópica. Ocurre en la etapa inicial cuando el hierro fundido residual en el área de la junta caliente comienza a solidificarse en una gran cantidad. Incluye la contracción primaria y secundaria del hierro fundido residual, por lo que el tamaño es un poco mayor y la pared interior está llena de dendritas, que es gris y oscura. Agujeros sueltos o puntos negros como patas de mosca. Lo que es visible bajo el microscopio se llama contracción microscópica. Se produce al final de la contracción secundaria. El hierro fundido del grupo eutéctico o su grupo no se puede alimentar a presión negativa. Está formado por solidificación y contracción, que es común en secciones gruesas.

2.3 Estomas subcutáneos

Características morfológicas: orificios lisos esféricos, elípticos o en forma de agujero de alfiler en la pared interior de la superficie de fundición 2-3 mm distribuidos uniformemente o en forma de panal, con un diámetro de 0.5-3 mm, que se pueden encontrar después del tratamiento térmico y granallado, exposición o mecanizado , pequeño Hay más de ellos.

Razones de la formación: La tensión superficial del líquido de hierro que contiene magnesio es grande y es fácil formar una película de óxido, que dificulta la descarga del gas precipitado y del gas invasor, y se forma al permanecer debajo de la piel. La temperatura de la película de formación aumenta con el aumento de la cantidad de magnesio residual, lo que intensifica su efecto inhibidor. Las piezas de paredes delgadas (7-20 mm) se enfrían rápidamente y forman la película temprano, lo que facilita la formación de este defecto. La fuente de gas es principalmente el vapor de magnesio precipitado del hierro fundido durante el proceso de enfriamiento, y el hierro fundido se enrolla durante el proceso de llenado. El magnesio en el hierro fundido reacciona con la humedad de la arena de moldeo. El magnesio actúa como catalizador para promover la reacción entre el carbono y la humedad de la arena de moldeo. El magnesio hace que el hierro con mayor actividad reaccione con la humedad. La reacción de agua, magnesio y carburos para producir la descomposición del acetileno puede producir hidrógeno. Además, la carga húmeda y oxidada del horno, el ferrosilicio húmedo y las aleaciones intermedias, y la explosión de alta temperatura del cubilote pueden traer hidrógeno. Una pequeña cantidad de Al (0.02% -0.03%) puede aumentar significativamente los poros subcutáneos. El hierro dúctil de manganeso medio contiene más nitrógeno. El aglutinante de resina de núcleo de arena contiene más nitrógeno y los factores mencionados anteriormente pueden promover la formación de este defecto. La característica de solidificación pastosa del hierro dúctil hace que el paso del gas se bloquee antes y también promueve su formación.

2.4 Deformación por tensión y grietas

Razones de formación y características morfológicas: durante el proceso de enfriamiento de la fundición, la suma algebraica de la tensión de contracción, la tensión térmica y la tensión de transformación de fase, es decir, la tensión de fundición supera la resistencia a la fractura de la sección metálica, y luego se forman las grietas. A alta temperatura (1150-1000 ℃), se forman grietas térmicas, mostrando fracturas irregulares de color marrón oscuro. Aparecen grietas frías en el rango elástico por debajo de 600 ° C, con fracturas lisas y rectas de color marrón claro. La deformación plástica puede ocurrir cuando la tensión de fundición excede el límite elástico por encima de 600 ° C. Cuando la composición del hierro fundido nodular es normal, no es fácil de agrietar.

Factores de influencia: Los factores que aumentan la tendencia a la boca blanca, como el bajo contenido de carbono y silicio, el aumento de los elementos formadores de carburo, la incubación insuficiente y el enfriamiento excesivo, pueden aumentar la tensión de fundición y la tendencia al agrietamiento en frío. El fósforo aumenta la tendencia al agrietamiento en frío y P> 0.25 también puede causar agrietamiento en caliente. El espesor de la pared de las piezas fundidas varía mucho, la forma es compleja y es fácil que se produzcan deformaciones y grietas.

2.5 Inclusión de escoria

Características morfológicas: Distribuidas en la superficie superior de la posición de colada, debajo del núcleo y en la esquina muerta de la colada. En la superficie rota aparecen inclusiones de color negro oscuro y mate de diferentes profundidades, distribuidas de forma intermitente. La observación metalográfica puede mostrar inclusiones en forma de tira y en forma de bloque, y el grafito adyacente puede tener la forma de escamas o esferas. Durante la inspección de partículas magnéticas, las marcas magnéticas se distribuyen en tiras y las rayas son gruesas y densas, lo que indica una inclusión grave de escoria. El análisis por sonda de electrones muestra que la escoria contiene Mg, Si, O, S, C, A1, etc., y está compuesta de silicato de magnesio, compuestos de oxígeno-azufre, espinela de magnesio, etc.

Proceso de formación: Mg y RE reaccionan con O y S en hierro fundido para formar escoria durante la esferoidización. Cuando la temperatura del hierro fundido es baja, el efecto del agente de escoria fina no es bueno, la escoria flotante es insuficiente o la escoria no se limpia y permanece en el hierro fundido, esta es una escoria primaria. Cuando el hierro fundido se transporta, se vierte, se vierte, se llena y se enrolla, la película de óxido se rompe y se introduce en el molde, flotando en el molde, adsorbiendo sulfuro y reuniéndose en la superficie superior o esquinas muertas, que es la escoria secundaria. . Generalmente, la escoria secundaria es el pilar.

3. Medidas preventivas

3.1 Causas de la disminución de la esferoidización y medidas preventivas

La escoria de óxido y sulfuro formada después del tratamiento de esferoidización de oxidación con alto contenido de azufre y baja temperatura del hierro fundido no flotan completamente, la escoria no se elimina adecuadamente y el hierro fundido no se cubre bien. El oxígeno del aire pasa a través de la capa de escoria o entra directamente en el hierro fundido. La oxidación efectiva de los elementos esferoidizantes y el aumento del oxígeno activo son razones importantes para la disminución de la esferoidización. El azufre de la escoria también puede volver a entrar en el hierro fundido para consumir los elementos esferoidizantes que contiene. Durante el transporte, la agitación y el vertido del hierro fundido, el magnesio se acumula, flota y se oxida, reduciendo así los elementos esferoidizantes residuales efectivos y provocando la disminución de la esferoidización. Además, el descenso gestacional también reduce el número de esferas de grafito y conduce al deterioro de la morfología del grafito. Los factores anteriores que causan una esferoidización deficiente también aceleran la disminución de la esferoidización.

El contenido de azufre y oxígeno del hierro fundido original debe reducirse tanto como sea posible y la temperatura debe controlarse adecuadamente. Se puede agregar diluyente de escoria para hacer flotar completamente la escoria y eliminarla por completo. Después de eliminar la escoria, agregue ceniza de pasto, polvo de criolita, polvo de grafito u otros agentes de cobertura para aislar el aire. Agregar una tapa o usar un cucharón de vertido sellado, y usar protección con nitrógeno o argón puede prevenir efectivamente que la esferoidización disminuya. El vertido debe acelerarse y el tiempo de descarga, transporte y permanencia debe minimizarse. El uso de un agente esferoidizante de magnesio de tierras raras pesado a base de itrio puede extender el tiempo de desintegración entre 1.5 y 2 veces, y el tiempo de desintegración del agente esferoidizante de magnesio de tierras raras ligero es ligeramente más largo que el del agente esferoidizante de magnesio. Si es necesario, también se puede aumentar de manera apropiada la cantidad de adición de agente esferoidizante. La morfología del grafito se deterioró debido a la disminución de la incubación, que puede mejorarse después de la suplementación.

3.2 Factores de influencia y medidas preventivas de contracción y porosidad

El equivalente bajo en carbono aumenta la tendencia a la contracción de las cavidades y la porosidad. El eutéctico de fósforo debilita la resistencia de la cáscara solidificada y el eutéctico de fósforo ternario reduce la expansión de grafitización, por lo que el alto contenido de fósforo aumenta significativamente la tendencia a la contracción. El molibdeno aumenta la estabilidad de los carburos, especialmente en condiciones de alto contenido de fósforo, es fácil formar compuestos eutécticos de carburo-fósforo y también aumenta la tendencia a la contracción y al encogimiento. Un magnesio residual demasiado alto aumenta la tendencia a la porosidad de la contracción y las cavidades de contracción, una cantidad moderada de tierras raras residuales puede reducir la porosidad de la contracción y una cantidad demasiado alta aumenta la tendencia de ambas. Por lo tanto, el equivalente de carbono del hierro fundido debe aumentarse, el contenido de fósforo debe reducirse, la cantidad residual de magnesio de tierras raras debe reducirse tanto como sea posible en las condiciones de esferoidización garantizadas y el molibdeno debe usarse de manera racional. Mejorar la rigidez del molde, como el moldeado a alta presión, el molde de arena de cera y el revestimiento de arena del molde de metal pueden reducir la contracción y el encogimiento, al tiempo que aumenta el equivalente de carbono del hierro fundido, reduciendo adecuadamente la temperatura de vertido y usando una fina y ancha corredor interior para que se expanda por segunda vez. Antes de la solidificación y el sellado, la expansión por grafitización se utiliza para compensar la contracción del hierro líquido y la contracción por solidificación, lo que puede eliminar la contracción y la porosidad.

3.3 Medidas preventivas para los poros subcutáneos: La temperatura de vertido no debe ser inferior a 1300 ° C. Cuando el contenido de magnesio residual es alto, la temperatura de vertido debe aumentarse en consecuencia; el contenido de magnesio residual debe reducirse tanto como sea posible bajo la condición de esferoidización garantizada, y las tierras raras deben usarse de manera apropiada; Se adopta el sistema de vertido abierto de múltiples canales para hacer que el hierro fundido fluya suavemente hacia la cavidad y evitar la cavidad. Gire hacia adentro para controlar el contenido de humedad de la arena de moldeo ≤ 4.5% una s. 5%, mezclado con polvo de carbón 8% -15% se puede quemar en CO, inhibir la reacción del vapor de agua y magnesio para formar H2 (rociar aceite de husillo en la superficie del molde también puede desempeñar el mismo papel); la superficie del molde se quita del polvo de criolita y reacciona con el vapor de agua a altas temperaturas. La formación de gas HF protege al hierro fundido de la reacción y controla el bajo contenido de aluminio del hierro fundido. Controle estrictamente el secado de la carga del horno y reduzca el óxido, la deshumidificación de la cúpula y el suministro de aire, reduzca el gas en el hierro fundido y use la arena de resina con menos o sin nitrógeno, etc.

3.4 Medidas para prevenir tensiones, deformaciones y grietas: aumentar adecuadamente el equivalente de carbono, reducir el contenido de fósforo, fortalecer la inoculación y las medidas necesarias del proceso de fundición.

3.5 Factores que influyen en la inclusión de escoria y medidas preventivas: La razón importante para la formación de la inclusión de escoria es el alto contenido de azufre del hierro fundido original y la oxidación grave. Las medidas preventivas fundamentales son reducir el contenido de azufre y oxígeno del hierro fundido original y aumentar la temperatura. La razón principal de la formación de escoria secundaria es que la cantidad de magnesio residual es demasiado alta, lo que aumenta la temperatura de formación de la película de óxido. La principal medida es minimizar el contenido de magnesio residual (piezas pequeñas y medianas que no superen el 0.055%) en las condiciones de asegurar la esferoidización. Agregar una cantidad adecuada de tierras raras puede reducir la temperatura de formación de la película; agregue 0.16% de criolita durante el tratamiento de esferoidización, y luego espolvoree 0.3% en la superficie después del tratamiento. Se utiliza para diluir la escoria y generar gas A1F3 y película de MgF2 para reducir la oxidación secundaria. Este método se utiliza principalmente para evitar la inclusión de escoria en grandes partes, y la temperatura de vertido no debe ser inferior a 1300 ℃, lo que hace que la temperatura de vertido sea más alta que la temperatura de formación de película, lo que puede evitar la formación de escoria secundaria. El sistema de compuerta debe diseñarse de manera que el relleno sea estable y el elevador de descarga de escoria se coloque en la ubicación propensa a la inclusión de arena. La instalación de un filtro puede evitar que la escoria primaria entre en la cavidad.

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