ผลิตชิ้นส่วนสแตนเลส 410 ด้วยซิลิกาโซล น้ำหนัก 205 กรัม มีข้อบกพร่องจุดออกซิเดชันที่พื้นผิว: สาเหตุและวิธีแก้ไข

เมื่อใช้ผงเซอร์คอน/ทรายเป็นชั้นผิว จุดออกซิเดชันและจุดจะปรากฏในการผลิตชิ้นส่วนสแตนเลส 410 (โดยเฉพาะชิ้นส่วนขนาดเล็กที่มีน้ำหนักประมาณ 200 กรัม) เราจะตรวจสอบสาเหตุและพัฒนาแนวทางแก้ไขอย่างไร มาวิเคราะห์ข้อสรุปหลักทีละข้อ: ออกซิเดชัน "แบบจุดและจุด" นี้มักจะไม่ได้เกิดจากปัจจัยเดียว แต่เป็นผลจากปฏิกิริยาที่รุนแรงระหว่างของเหลวที่ทำจากเหล็กที่มีฤทธิ์สูงกับส่วนต่อประสานของเปลือกที่ปนเปื้อนในท้องถิ่น สาเหตุของปัญหาส่วนใหญ่อยู่ที่ "คุณภาพของเปลือก" และ "ปฏิกิริยาส่วนต่อประสานของเปลือกของเหลวที่เป็นเหล็ก"

1、 มีการวิเคราะห์สาเหตุหลักของการก่อตัวของจุดออกซิเดชัน/จุด รวมกับลักษณะของ "ชั้นผิวผงเพทาย/ทราย" และ "ออกซิเดชันจุด" สาเหตุหลักๆ เรียงลำดับตามความเป็นไปได้ดังนี้

1. การปนเปื้อนในชั้นผิวของเปลือก (ผู้ต้องสงสัยหลัก) วัสดุเซอร์โคเนียเอง: ผง/ทรายเซอร์โคเนียที่มีคุณภาพต่ำหรือชื้นอาจมีสิ่งสกปรก เช่น เหล็กออกไซด์ (Fe ₂ O3) และไทเทเนียมออกไซด์ (TiO ₂) ที่อุณหภูมิสูง สิ่งเจือปนเหล่านี้จะทำปฏิกิริยาทางเคมีกับองค์ประกอบต่างๆ เช่น โครเมียม (Cr) และอะลูมิเนียม (Al) ในเหล็กสแตนเลส โดยทิ้งรอยปฏิกิริยาเฉพาะที่ (เช่น เครื่องหมายออกซิเดชัน) ไว้บนพื้นผิวของการหล่อ มลพิษระหว่างการทำงาน: ในโรงปฏิบัติงานทำเปลือกหอย สนิม ฝุ่น และอินทรียวัตถุ (เช่น เส้นใยถุงมือและจาระบี) อาจถูกผสมปนเปกันในระหว่างกระบวนการเคลือบผิวหรือขัดทราย มลพิษเหล่านี้จะก่อให้เกิด "จุดอ่อน" โดยมีจุดหลอมเหลวต่ำหรือมีฤทธิ์สูงเฉพาะที่หลังจากการเผาเปลือกหอย ความคงตัวของโซลซิลิกา: หากโซลซิลิกามีเจลหรือมลภาวะในท้องถิ่น จะส่งผลต่อความสม่ำเสมอของสารเคลือบ ส่งผลให้ความแข็งแรงในท้องถิ่นไม่เพียงพอหรือมีการเพิ่มสิ่งเจือปน

2. การคั่วเปลือกไม่เพียงพอและความชื้นที่ตกค้าง (เหตุผลหลัก): ความชื้นที่ตกค้างเป็นหนึ่งในสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของการก่อตัวของ "จุดออกซิเดชัน" หากอุณหภูมิการคั่วของเปลือกไม่เพียงพอ (<900 ℃) หรือเวลาในการฉนวนไม่เพียงพอ ก็จะมีน้ำคริสตัลหรือน้ำเคมีตกค้างอยู่ในชั้นลึกของเปลือก (โดยเฉพาะเปลือกหนาและใหญ่) เมื่อฉีดเหล็กหลอมที่อุณหภูมิสูง น้ำจะระเหยทันที และความดันไอจะสูงมาก โดยทะลุผ่านเปลือกบางที่แข็งตัวแล้วที่ด้านหน้าของเหล็กหลอมเหลว เผยให้เห็นเหล็กหลอมเหลวสดที่อยู่ด้านใน และเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันกับไอน้ำ: Fe+H ₂ O → FeO+H ₂ ซึ่งเกิดจุดเหมือนหลุมและเกล็ดออกไซด์ สารตกค้างของคาร์บอนอินทรีย์: การคั่วที่ไม่สมบูรณ์อาจนำไปสู่การเกิดคาร์บอนของสารประกอบอินทรีย์ในซิลิกาโซลและสารช่วยปลดปล่อยเชื้อรา แทนที่จะเกิดการเผาไหม้โดยสมบูรณ์ ทำให้เกิดพื้นที่ที่อุดมด้วยคาร์บอนเฉพาะที่ เมื่อเหล็กหลอมสัมผัสกับบริเวณนี้ คาร์บอนจะลด SiO ₂ ในเปลือก ทำให้เกิดก๊าซ CO ซึ่งจะทำให้พื้นผิวของเหล็กหลอมเหลวเสียหาย และทำให้เกิดออกซิเดชันและคาร์บูไรซิ่งในท้องถิ่น

3. การป้องกันการหลอมและการเทไม่เพียงพอ (เหตุผลพื้นฐาน) การเกิดออกซิเดชันที่ไม่สมบูรณ์: โครเมียมในเหล็กกล้าไร้สนิม 410 มีแนวโน้มที่จะเกิดออกซิเดชัน หากการดีออกซิเดชั่นขั้นสุดท้าย (โดยปกติจะใช้อะลูมิเนียม) ไม่เพียงพอ ปริมาณออกซิเจนที่ละลายในเหล็กหลอมเหลวจะมีปริมาณสูงและมีแนวโน้มที่จะรวมตัวกันบนพื้นผิวหรือรวมกับสารตั้งต้นแบบเปลือกเมื่อสิ้นสุดการแข็งตัว ซึ่งจะเกิดจุดคล้ายออกไซด์ การไหลของการป้องกันการหล่อไม่เพียงพอ: แม้ว่าจะมีการป้องกันก๊าซอาร์กอน แต่หากกระแสลมอ่อนเกินไป กระจายตัวไม่สม่ำเสมอ หรือถูกรบกวน อากาศจะยังคงถูกดึงเข้าไปในกระแสการหล่อและถ้วยสปรู ส่งผลให้หยดเหล็กกระเด็นและออกซิไดซ์ และเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์พร้อมกับกระแส ทำให้เกิดจุดออกซิเดชันที่กระจายตัว

4. พารามิเตอร์กระบวนการไม่ตรงกัน (ปัจจัยกระตุ้น) อุณหภูมิเปลือกและอุณหภูมิการเทไม่ตรงกัน: อุณหภูมิการอุ่นเปลือกต่ำเกินไป (เช่น <600 ℃) ในขณะที่อุณหภูมิการเทของเหล็กหลอมเหลวสูงเกินไป ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างทั้งสองมากเกินไป ซึ่งจะทำให้การระเบิดของก๊าซส่วนต่อประสานและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงรุนแรงขึ้น และกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาแบบจุด ความร้อนสูงเกินไปของเหล็กหลอมเหลว: อุณหภูมิหลอมเหลวที่มากเกินไป (เช่น เกิน 1,650 ℃) จะทำให้ปฏิกิริยาเคมีระหว่างเหล็กหลอมเหลวและเปลือกรุนแรงขึ้น

2、 การแก้ปัญหาอย่างเป็นระบบ (จากเหตุฉุกเฉินไปจนถึงสาเหตุที่แท้จริง) ขั้นตอนที่ 1: การตรวจสอบและจัดการเหตุฉุกเฉิน ณ สถานที่เกิดเหตุ (ดำเนินการทันที)

1. ตรวจสอบเตาอบเปลือก: ปรับเทียบเครื่องมือวัดอุณหภูมิ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุณหภูมิการคั่วอยู่ที่ ≥ 950 ℃ และระยะเวลาในการถือครองคือ ≥ 2 ชั่วโมง (ขึ้นอยู่กับความหนาของเปลือกที่เพิ่มขึ้น) และตรวจสอบการไหลเวียนของบรรยากาศเตาเผาเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถปล่อยก๊าซไอเสียได้

2. ตรวจสอบวัตถุดิบ: นำผง/ทรายเซอร์คอนที่มีความบริสุทธิ์สูง (บริสุทธิ์ทางเคมีหรือเกรดแรก) ชุดใหม่เพื่อทำการทดสอบเปรียบเทียบ ให้ความสนใจเป็นพิเศษกับปริมาณธาตุเหล็ก (Fe) และไทเทเนียม (Ti)

3. ตรวจสอบสภาพแวดล้อมการทำเปลือกหอย: ทำความสะอาดโรงปฏิบัติงานการทำเปลือกหอย ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการเคลือบพื้นผิวถูกแยกออกจากบริเวณขัด และป้องกันมลภาวะฝุ่นสนิม ตรวจสอบซิลิกาโซลเพื่อหาอนุภาคหรือเจล

4. เสริมสร้างการป้องกันการหล่อ: เพิ่มความแข็งแรงของการป้องกันก๊าซอาร์กอนชั่วคราวเพื่อให้แน่ใจว่าถ้วยเทถูกปกคลุมด้วยก๊าซอาร์กอนอย่างสมบูรณ์ในระหว่างการหล่อ

ขั้นตอนที่ 2: การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการระยะสั้น (ภายใน 1-2 สัปดาห์)

1. ปรับกระบวนการคั่วให้เหมาะสม: ใช้ "การคั่วด้วยความร้อนแบบขั้นตอน": เพิ่มเวลาฉนวนในระยะ 400-600 ℃ เพื่อให้อินทรียวัตถุสลายตัวและระเหยได้เต็มที่ รักษาฉนวนให้เพียงพอที่อุณหภูมิสูงกว่า 900 ℃ เพื่อไล่น้ำเคมีออก สำหรับส่วนประกอบที่สำคัญ ให้เททันทีหลังอบหรือเก็บในเตาอบที่มีอุณหภูมิสูง (>200 ℃) เพื่อป้องกันการดูดซึมความชื้น

2. การเสริมความแข็งแกร่งให้กับการหลอมละลาย: การกำจัดออกซิเดชันขั้นสุดท้ายอย่างเข้มงวด: ก่อนการกรีด ให้สอดลวดอลูมิเนียมเข้าไปในส่วนลึกของเหล็กหลอมเหลวเพื่อปฏิกิริยาออกซิเดชั่นขั้นสุดท้าย และควบคุมปริมาณอลูมิเนียมที่ตกค้างที่ 0.02% -0.08% ลดอุณหภูมิในการเทอย่างเหมาะสม: เพื่อให้มั่นใจว่าเติมได้ครบถ้วน ให้ลดอุณหภูมิการเทจากความร้อนยวดยิ่ง (เช่น 1550 ℃) ลง 10-20 ℃ เพื่อลดปฏิกิริยาทางความร้อน

3. ปรับอุณหภูมิของเปลือกแม่พิมพ์: ลดระยะเวลาระหว่างการนำเปลือกแม่พิมพ์ออกจากเตาและการเทให้สั้นที่สุดเท่าที่จะทำได้ โดยมั่นใจว่าอุณหภูมิภายในเปลือกแม่พิมพ์อยู่ระหว่าง 800-900 ℃ เปลือกที่มีอุณหภูมิสูงสามารถลดความแตกต่างของอุณหภูมิส่วนต่อประสานและรับประกันการแข็งตัวของเหล็กหลอมเหลวได้อย่างราบรื่น

ขั้นตอนที่ 3: การควบคุมอย่างเป็นระบบในระยะยาว (วิธีแก้ปัญหาขั้นพื้นฐาน)

1. การอัพเกรดวัสดุเปลือกและกระบวนการ: การทดสอบการเปลี่ยนวัสดุชั้นพื้นผิว: หากปัญหายังคงอยู่ ให้พิจารณาเปลี่ยนวัสดุชั้นผิวด้วยอลูมินาหลอมละลายเฉื่อยมากขึ้น (Al ₂ O3) หรือ "คอรันดัมสีขาว" แม้ว่าต้นทุนจะสูงกว่า แต่ปฏิกิริยากับเหล็กโครเมียมสูงก็ต่ำกว่า การแนะนำกระบวนการเผาผนึกชั้นพื้นผิว: หลังจากเสร็จสิ้นชั้นพื้นผิวและการสร้างเปลือกชั้นที่สองแล้ว จะมีการเพิ่มการเผาผนึกที่อุณหภูมิต่ำเพิ่มเติม (800 ℃) เพื่อทำให้ชั้นผิวมีความหนาแน่นและกำจัดสารที่ปล่อยก๊าซบางชนิดล่วงหน้า

2. การอัพเกรดระบบการหลอมและการเท: การใช้การหลอมป้องกันอาร์กอน: การใช้ก๊าซอาร์กอนเพื่อปกปิดหรือเป่าในระหว่างการหลอมเตาเหนี่ยวนำ การใช้การหล่อแบบสุญญากาศหรือการหล่อแบบป้องกัน: สำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีความต้องการสูง การลงทุนในการหล่อหลอมด้วยเตาเหนี่ยวนำสุญญากาศหรือกล่องหล่อแบบเติมอาร์กอนเป็นวิธีแก้ปัญหาที่ละเอียดที่สุด

3. สร้างจุดตรวจสอบกระบวนการ: การตรวจสอบวัตถุดิบ: ดำเนินการสุ่มตัวอย่างเนื้อหาสิ่งเจือปนสำหรับผงเพทายแต่ละชุด บันทึกการคั่วเปลือก: สร้างการตรวจสอบเส้นโค้งเวลาอุณหภูมิสำหรับเตาย่างแต่ละเตา แผนที่ข้อบกพร่องในการหล่อ: ถ่ายภาพและจัดเก็บตำแหน่งและสัณฐานวิทยาของจุดออกซิเดชัน วิเคราะห์ความสัมพันธ์กับตำแหน่งของต้นไม้ และติดตามแหล่งที่มาของมลภาวะ

สรุปกระบวนการแก้ไขปัญหาที่แนะนำสำหรับปัญหา "จุดออกซิเดชัน/จุดบนชั้นผิวของทรายผงเซอร์คอนในการหล่อ 205 กรัม" ขอแนะนำให้จัดลำดับความสำคัญของการแก้ไขปัญหาดังนี้:

1. ข้อสงสัยเบื้องต้น : เปลือกย่างเพียงพอหรือไม่? ทำการทดลองเปรียบเทียบโดยการเพิ่มอุณหภูมิการคั่วและระยะเวลาในการพัก

2. ข้อสงสัยรอง: วัสดุเพทายบริสุทธิ์หรือไม่? เปลี่ยนชุดวัสดุที่มีความบริสุทธิ์สูงที่ทราบเพื่อการทดสอบเปรียบเทียบ

3. ตรวจสอบพร้อมกัน: การป้องกันการเทมีประสิทธิภาพจริงหรือ? ตรวจสอบสถานะการไหลของอากาศที่ท่ออาร์กอน มิเตอร์วัดการไหล และถ้วยป่วง

4. การเพิ่มประสิทธิภาพขั้นสุดท้าย: ปรับการจับคู่พารามิเตอร์กระบวนการ โดยเฉพาะอุณหภูมิเปลือกและอุณหภูมิการเท จากการตรวจสอบและการเพิ่มประสิทธิภาพอย่างเป็นระบบข้างต้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งการรับประกันความแห้งสนิทและความสะอาดของเปลือก และการเสริมการป้องกันส่วนต่อประสาน จุดออกซิเดชันและจุดบนพื้นผิวของการหล่อสเตนเลสสตีล 410 ที่มีความแม่นยำสามารถกำจัดได้อย่างมีประสิทธิภาพ