Neuf facteurs de formation de porosité de coulée et 5 mesures d'amélioration des paramètres du processus
1. Analyse génétique des stomates sous-cutanés
La soufflure sous-cutanée est un défaut de moulage fréquent dans les pièces moulées en fonte ductile de type humide. Elle est donc fréquente et particulièrement sensible aux pièces moulées à parois minces. En effet, ces pièces se solidifient rapidement. Le gaz ne peut pas former de bulles à temps, tandis que les pièces moulées à parois épaisses se solidifient lentement. Une fois que les bulles de gaz ont suffisamment de temps pour s'échapper, elles ne restent pas collées à la surface de la pièce.
2. Les principaux facteurs affectant la formation des stomates sous-cutanés comprennent :
(1) La quantité de magnésium supplémentaire et la quantité de terres rares résiduelles augmentaient significativement lorsque la quantité de magnésium résiduel était supérieure à 0,06%. Les données statistiques montrent qu'avec un résidu de MG de 0,05%, le taux de défauts de soufflures sous-cutanées était de 7%. Avec un résidu de Mg de 0,065%, le taux de défauts de soufflures sous-cutanées augmentait fortement, jusqu'à 33%. Plus la quantité de magnésium supplémentaire était élevée, plus la tendance à la formation de stomates sous-cutanés était importante. Les terres rares peuvent augmenter la tension superficielle du fer liquide et prévenir efficacement la tendance à la formation de stomates sous-cutanés. Un résidu de Re de 0,025% est préférable.
(2) Plus la teneur en soufre de la fonte en fusion est élevée, plus la formation de soufflures sous-cutanées est facile. Plus la teneur en soufre est élevée, plus la situation est dangereuse. En effet, outre les pores sous-cutanés induits par l'hydrogène, les défauts peuvent être aggravés par le gaz H2S. Après la sphéroïdisation, des scories d'oxyde et de sulfure (dont MgS) sont produites. Si ces scories ne sont pas nettoyées, le MgS s'écoule dans la cavité du moule avec la fonte en fusion. Le MgS flottant jusqu'à l'interface métal-moule réagit avec l'eau et le gaz à l'interface H2S, qui produit également des pores sous-cutanés.
(3) Sous l'influence de l'aluminium et du titane, lorsque Al > 0,03% dans le fer fondu, la soufflure sous-cutanée augmente. En présence simultanée d'aluminium et de titane résiduels, la soufflure sous-cutanée augmente rapidement. Les pratiques de production ont démontré que lorsque Al < 0,03% dans les pièces moulées en fonte ductile, la soufflure sous-cutanée n'apparaît généralement pas. Si Ti > 0,01% en même temps, cela provoquera la formation d'un évent sous-cutané dans le plâtre.
(4) Lorsque l'humidité du moule est supérieure à 5%, des soufflures sous-cutanées apparaissent naturellement dans les pièces moulées en fonte ductile humides. Les gaz H2 et H2s sont produits par la réaction chimique entre la fonte liquide et l'eau à la surface du moule. Lorsque la pièce se solidifie rapidement, elle ne peut pas flotter, elle reste donc à proximité de la surface de la pièce et forme des soufflures sous-cutanées.
(5) l'hygroscopicité de la charge avec l'eau, le sphéroïdisant et l'inoculant et l'augmentation de la teneur en hydrogène dans le fer en fusion conduiront à davantage de pores sous-cutanés.
(6) L'excès de scories et l'inclusion d'oxyde de fer sont les raisons importantes de la formation de pores sous-cutanés (les scories sont le catalyseur conduisant aux pores sous-cutanés).
(7) la température du métal chaud est basse, ou la température de coulée est basse, il est facile de former un évent sous-cutané. la vitesse de coulée est lente, le fer liquide est facile à oxyder, abaisse la température, pénètre dans les scories, facile à former l'évent sous-cutané.
(8) Lorsque les facteurs ci-dessus apparaissent seuls, des stomates sous-cutanés peuvent se former, mais cela ne présente pas de gravité particulière. Si tous ces facteurs agissent simultanément, les stomates sous-cutanés ont tendance à augmenter considérablement. Conformément aux pratiques de production de notre fonderie, nous vérifions, analysons et contrôlons les facteurs ci-dessus un par un, afin de déterminer (2) et (6).
(9) L'influence de trois facteurs est plus dangereuse. À l'heure actuelle, il n'existe aucune base théorique systématique et précise concernant le mécanisme d'action du soufre sur les soufflures sous-cutanées des pièces moulées en fonte ductile de type humide. Il est néanmoins indéniable que ces soufflures se forment rapidement lorsque la teneur en soufre de la fonte liquide est élevée. En effet, davantage d'inclusions de sulfures (MNS, FeS, MES, etc.) se forment facilement dans la fonte liquide à haute teneur en soufre, ce qui favorise la formation de pores sous-cutanés dans le laitier. De plus, des scories d'oxyde (telles que Feo, MnO, Alo, Sio) se forment pendant la fusion et le traitement, les scories d'oxyde formées par la réaction du fer liquide avec l'eau à la surface du sable de moulage peuvent devenir le substrat de la nucléation du gaz, les molécules de gaz adsorbées s'agrègent en bulles, et la quantité de magnésium résiduel dans le fer liquide est trop élevée, plus les oxydes et les sulfures produits par le magnésium dans le processus de désulfuration et de désoxydation, plus la soufflure sous-cutanée de la fonte ductile augmentera fortement, et plus la température de coulée sera élevée, plus la soufflure sous-cutanée peut être efficacement empêchée, moins il y a d'inclusion, la raison en est : d'une part, la réaction d'oxydation n'est pas facile à réaliser à haute température ; d'autre part, l'inclusion est facile à monter et à éliminer à haute température.
La composition chimique, la température de fusion et la pureté du fer en fusion sont les trois principaux indicateurs de sa qualité métallurgique. Plus la composition chimique est rigoureusement contrôlée, plus la teneur en soufre des éléments nocifs est faible ; plus la température du fer en fusion est élevée, moins il y a d'inclusions, et plus la qualité métallurgique du fer en fusion est élevée, moins il est susceptible de former de pores sous-cutanés. Par conséquent, l'amélioration de la qualité métallurgique du fer en fusion est essentielle pour prévenir la formation de soufflures sous-cutanées lors de la production de pièces moulées en fonte ductile humide.