Nueve factores de formación de porosidad en la fundición y cinco medidas de mejora de los parámetros del proceso
1. Análisis genético de los estomas subcutáneos
El orificio subcutáneo es un defecto de fundición común en las piezas fundidas de hierro dúctil de tipo húmedo, por lo que tiene una deficiencia predominante y es especialmente sensible a las piezas fundidas de paredes delgadas. La razón es que las piezas fundidas de paredes delgadas tienen una velocidad de solidificación rápida. El gas no puede formar burbujas a tiempo, y las piezas fundidas de paredes gruesas tienen una velocidad de solidificación lenta después de que la formación de burbujas de gas tenga tiempo suficiente para flotar, no se atascarán en la superficie de la pieza fundida.
2. Los principales factores que afectan la formación de estomas subcutáneos incluyen:
(1) La cantidad de magnesio adicional y la cantidad de tierras raras residuales aumentaron significativamente cuando la cantidad de magnesio residual fue superior a 0,06%. Los datos estadísticos muestran que cuando el residuo de MG es 0,05%, la tasa de defectos de soplado subcutáneo es 7%. Cuando el residuo de Mg es 0,065%, la tasa de defectos de soplado subcutáneo aumenta bruscamente, hasta 33%. Cuanto mayor sea la cantidad de magnesio adicional, mayor será la tendencia a formar ESTOMAS subcutáneos. Los elementos de tierras raras pueden aumentar la tensión superficial del hierro líquido y pueden prevenir eficazmente la tendencia a formar ESTOMAS subcutáneos. Un residuo de Re = 0,025% es mejor.
(2) Cuanto mayor sea el contenido de azufre en el hierro fundido, más fácil será que se produzcan soplos subcutáneos. Cuanto mayor sea el contenido de azufre, más peligrosa será la situación. Esto se debe a que, además de los poros subcutáneos inducidos por hidrógeno, los defectos pueden verse agravados por el gas H2S. Después de la esferoidización, se producirá escoria de óxido y sulfuro (incluido MgS). Si la escoria no se limpia, el MgS fluirá hacia la cavidad del molde con el hierro fundido, el MgS que flota hasta la interfaz metal-molde reacciona con el agua y el gas en la interfaz. El gas H2S producido por la reacción también forma poros subcutáneos.
(3) bajo la influencia del aluminio y el titanio, cuando Al > 0,03% en el hierro fundido, la hinchazón subcutánea aumenta. Cuando el aluminio residual y el titanio residual están presentes, la hinchazón subcutánea aumenta rápidamente. La práctica de producción ha demostrado que cuando Al < 0,03% en fundiciones de hierro dúctil, el orificio subcutáneo generalmente no aparece. Si Ti > 0.01% al mismo tiempo, hará que el yeso produzca un espiráculo subcutáneo.
(4) Cuando la humedad del molde es superior a 5%, es natural que aparezcan orificios de ventilación subsuperficiales en las piezas de fundición de hierro dúctil húmedas. El gas H2 y H2s se produce por la reacción química entre el hierro líquido y el agua en la superficie del molde. Cuando la pieza de fundición se solidifica rápidamente, no puede flotar, por lo que permanece en la superficie cerca de la superficie de la pieza de fundición y forma orificios de ventilación subcutáneos.
(5) La higroscopicidad de la carga con agua, esferoidizador e inoculante y el aumento del contenido de hidrógeno en el hierro fundido darán lugar a más poros subcutáneos.
(6) El exceso de escoria y la inclusión de óxido de hierro son razones importantes para la formación de poros subcutáneos (la escoria es el catalizador que conduce a los poros subcutáneos).
(7) La temperatura del metal caliente es baja o la temperatura de vertido es baja, es fácil formar un soplo subcutáneo. La velocidad de fundición es lenta, el hierro líquido es fácil de oxidar, baja la temperatura, ingresa a la escoria, es fácil formar el soplo subcutáneo.
(8) Cuando los factores anteriores aparecen solos, pueden producirse estomas subcutáneos, pero no serán muy graves. Si todos los factores actúan juntos al mismo tiempo, los estomas subcutáneos tienden a aumentar considerablemente. De acuerdo con la práctica de producción de nuestra fundición, verificamos, analizamos y comprobamos los factores anteriores uno por uno, y finalmente determinamos (2), (6)
(9) La influencia de tres factores es más peligrosa. En la actualidad, no existe una base teórica sistemática y exacta para el mecanismo del efecto del azufre sobre los soplos subcutáneos de las fundiciones de hierro dúctil de tipo húmedo. Aun así, es un hecho indiscutible que los soplos subcutáneos se producen rápidamente cuando el contenido de azufre del hierro fundido es alto, la razón es que se forman fácilmente más inclusiones de sulfuro (MNS, FeS, MES, etc.) en el hierro líquido con alto contenido de azufre, lo que hace que la escoria forme poros subcutáneos. Además, las escorias de óxido (como Feo, MnO, Alo, Sio) se forman durante la fundición y el tratamiento, la escoria de óxido formada por la reacción del hierro líquido con agua en la superficie de la arena de moldeo puede convertirse en el sustrato de la nucleación de gas, las moléculas de gas adsorbidas se agregan en burbujas y la cantidad de magnesio residual en el hierro líquido es demasiado alta, cuanto más óxidos y sulfuros produzca el magnesio en el proceso de desulfurización y desoxidación, más aumentará bruscamente el orificio subcutáneo del hierro dúctil y cuanto mayor sea la temperatura de vertido, más se puede prevenir eficazmente el orificio subcutáneo, menos inclusión, la razón es: por un lado, la reacción de oxidación no es fácil de llevar a cabo a alta temperatura; por otro lado, la inclusión es fácil de elevar y eliminar a alta temperatura.
La composición química, la temperatura de fusión y la pureza del hierro fundido son los tres principales índices de la calidad metalúrgica del hierro fundido. Cuanto más estrictamente se controle la composición química, menor será el contenido de azufre de elementos nocivos; cuanto mayor sea la temperatura del hierro fundido, menos inclusiones habrá y cuanto mayor sea la calidad metalúrgica del hierro fundido, menos probabilidades habrá de que se produzcan poros subcutáneos. Por lo tanto, mejorar la calidad metalúrgica del hierro fundido es el eslabón de control clave para prevenir la formación de poros subcutáneos en la producción de piezas fundidas de hierro dúctil húmedo.