При производстве толстостенных стальных отливок больших и средних размеров часто возникают дефекты тяжелой кожи и налипания песка, иногда называемые дефектами “спекания, слоя глазури или слоновой кожи”. Это смесь хромитового песка литейного сорта, эмалевого шлака и металла, обладающего магнитными свойствами. Наибольшая частота случаев наблюдается в местах, подвергающихся длительному воздействию теплового излучения во время заливки. После термообработки и дробеструйной обработки поверхность отливок иногда можно очистить, а иногда прилипнуть к отливкам, которые можно удалить только долблением, шлифовкой или дуговой строжкой, что серьезно увеличивает объем работ по очистке и отделке.
The main chemical composition of chromite sand is Cr2O3, which is a natural Fe-Cr oxide mineral with a little Mg and Al. It usually exists in igneous rocks and is mainly produced in South Africa. In terms of quality, South African chrome ore has high purity and the best quality. The foundry grade chromite sand grains have a very regular cubic structure with a complex interior, consisting of eight basic structures. Al and Mg can replace Cr and Fe atoms in the structure respectively, so they are not regarded as impurities. Silicate gangue such as serpentine (magnesium silicate, aluminum silicate) is an impurity component. Ideal grade chromite sand containing Cr2O3>46%, Fe content <30%, is black, specific gravity 4.0～4.8g/cm3, bulk density 2.5～3.0, four-sieve AFS fineness of 50-90. Its heat transfer ability is better than other raw sand, its resistance to infiltration is excellent, and its linear thermal expansion is lower than silica sand, olivine sand, and close to zircon sand.
В процессе производства хромитового песка литейного сорта, помимо промывки для удаления примесей из необработанной руды, основной технологической процедурой является магнитная сепарация, цель которой – максимально удалить железо и кремний из сырого песка.
В реальной работе, даже если используется высококачественный хромитовый песок, все равно возникают морщины и липкие дефекты песка, которые необходимо исправить путем корректировки процесса.
Анализируя причины появления морщинистых дефектов кожи, мы обнаружим следующее:
Шелушение легко удаляется и может оставлять морщины на поверхности гладких отливок: вес одного и того же объема тяжелой кожи и плотного хромового песка примерно одинаков. Это показывает, что проникновения нет. Металлизация морщин происходит из-за увеличения объема песка на поверхности хромовой руды в восстановительной атмосфере, когда температура песка поднимается выше 1250 ℃, и капли железа прилипают друг к другу. При охлаждении смола в песке выгорела, и воздух попадает в промежуточный слой границы раздела, вызывая окисление железа, связывая всю поверхность песка в слой морщинистых дефектов.
Трудно удалить морщинистый дефект, прочно приставший к поверхности отливки: тяжелый образец кожи того же объема, очевидно, тяжелее формовочного песка, что указывает на серьезную инфильтрацию. Подсчитано, что пустоты в формовочном песке составляют около 25%, но взвешивание показывает, что оно превышает 25%. Очевидно, что песок выветрился и пустоты увеличились. Согласно анализу, это связано с тем, что капли железа, восстановленные из хромовой руды, впоследствии окисляются и соединяются с силикатными примесями в хромовой руде в окислительной атмосфере с образованием легкоплавкого оливина железа, который затем поглощает SiO2, размягчает и разрушает Частицы песка из хромовой руды увеличивают пустоты и легко проникают расплавленной сталью. Поверхностный слой формы может также образовывать прослойку в виде сэндвича: влажный воздух в форме образует окислительную атмосферу; связующее на основе смолы на поверхности формы содержит воду, а водяной пар мигрирует внутрь и конденсируется во время заливки. Окислительная атмосфера; поверхностный слой представляет собой восстановительную атмосферу из-за неполного сгорания смолы. Интересно то, что сама порошковая краска из циркона содержит 34% SiO2 и небольшое количество свободных примесей SiO2. В условиях окислительной атмосферы оксид железа атакует SiO2 в краске и образует эмалевый шлак, вызывая SiO2. Протравленная часть контактирует с жидкой фазой стали, и площадь контакта может составлять 34%, так что толстая пленка прилипает к поверхности отливки, а неэродированный ZrO2 по-прежнему играет роль разделяющей поверхности. .
Комплексные меры по эффективному предотвращению вышеуказанных явлений включают:
- Мутность хромовой руды должна быть <150 частей на миллион. Содержание SiO2 должно быть <1,5%. Порошковое покрытие из циркона должно содержать менее 0,5% Fe и менее 2,0% свободного SiO2.
- Для отливок с модулем упругости более 5 см температуру разливки следует контролировать в пределах 30-50 ° C выше точки ликвидуса. Время заливки рассчитывается по формуле: GZ (время заливки) = 5,60 × G (штучный вес, кг) 0,286. Если штучный вес составляет 5000 кг, время заливки составляет 37,8 секунды. Скорость разлива: пескоструйный и внутренний затвор ≤1,0 м / с; Огнеупорный кирпич для труб ворот ≤3.5m / с.
- Толщина поверхностного песка должна составлять 50-300 мм. Должен предотвратить смешивание с песком задней части системы SiO2. Количество связующей смолы уменьшается, что составляет 30-50% для кварцевого песка, что соответствует требованиям.
- Содержание кислорода в жидкой стали не должно превышать 10 частей на миллион.
- Цирконовое порошковое покрытие на водной основе необходимо тщательно просушить. При нанесении двухслойных покрытий второй слой следует наносить после того, как первый слой хорошо просохнет. Используйте сушилку, чтобы полностью высохнуть. Если позволяют условия, используйте сушилку с горячим воздухом, чтобы продолжить выпекание после закрытия коробки, пока ковш не окажется на месте, затем снимите его перед разливкой и дополнительно уменьшите содержание примеси в клее, чтобы избежать образования плесени. Конденсация водяного пара.
После принятия вышеупомянутых комплексных мер дефекты с толстой коркой возникают редко, и можно также продемонстрировать преимущества использования хромитового формовочного песка для крупных стальных отливок.