A menudo se producen varios defectos de fundición en las piezas de hierro fundido. ¿Cómo evitar que se produzcan estos defectos? Esto siempre ha sido una preocupación para los fabricantes de fundición. Este artículo presenta parte de la comprensión y la experiencia práctica del autor a este respecto.
1 Porosidad
Características: La porosidad en las piezas fundidas se refiere a orificios lisos de diferentes tamaños que existen en o cerca de la superficie dentro de la pieza fundida. Las paredes de los poros suelen tener un color oxidado. Debido a las diferentes fuentes y motivos de formación del gas, las manifestaciones de los estomas también son diferentes: estomas invasivos, estomas precipitados, estomas subcutáneos, etc.
1.1 Poros intrusivos
Este tipo de poros son de menor número y de mayor tamaño. Se producen principalmente en determinadas partes de la superficie exterior de las piezas fundidas y tienen forma de pera o esférica. Es causado principalmente por el gas generado por el molde de fundición o el núcleo de arena que ingresa al metal fundido y no logra escapar.
¿Medidas preventivas? 1. Reducir la cantidad de generación de gas. Controlar el contenido de sustancias generadoras de gas en la arena de moldeo o arena central. El contenido de humedad de la arena de moldeo verde no debe ser demasiado alto. La cantidad de agente desmoldante y agua no debe ser excesiva durante el modelado y la reparación de moldes. El núcleo de arena debe secarse. El núcleo de arena seco no debe almacenarse por mucho tiempo. El núcleo de arena utilizado cada dos días debe devolverse al horno y secarse antes de su uso para evitar que absorba humedad. Hierro frío y núcleos oxidados. Espera. 2. Mejore la permeabilidad al aire de la arena de moldeo. Elija la estanqueidad adecuada de la cavidad del molde. Disponga razonablemente la posición de la salida de aire para facilitar el escape. 3. Aumente la temperatura de vertido adecuadamente y abra los orificios de escape y los conductos ascendentes de escape para facilitar que el gas que invade el metal fundido suba y se descargue.
1.2 Poros precipitados
¿Son numerosos y dispersos estos poros? Generalmente se encuentran en la superficie de las piezas fundidas y suelen encontrarse en la mayoría de piezas fundidas en el mismo lote. Este tipo de poros se debe principalmente al hecho de que durante el proceso de fundición, el gas absorbido por el metal fundido no logró precipitar completamente antes de la solidificación, formando así muchos poros pequeños dispersos en la pieza fundida.
¿Medidas preventivas? 1. Utilice materiales de horno limpios y secos. Limite el uso de materiales de horno con alto contenido de gas. 2. Asegúrese de que los "tres secados", es decir, la cubeta del grifo, el orificio del grifo y el puente, estén completamente secos. 3. Es necesario secar el cucharón. Lo mejor es escaldarlo con hierro fundido antes de usarlo. Si hay hierro fundido en el cucharón, se debe colocar un agente cubriente en la superficie del hierro fundido. 4. Varios aditivos, agentes esferoidizantes, inoculantes y agentes de cobertura deben mantenerse secos de vez en cuando cuando la humedad es alta, deben secarse antes de su uso.
1.3 Poros subcutáneos
Este tipo de poros aparecen principalmente de 2 a 3 mm por debajo de la superficie del yeso, con un diámetro de aproximadamente 1 a 3 mm. Y si hay una gran cantidad de piezas fundidas, quedarán claramente reveladas después de que se elimine la piel exterior mediante tratamiento térmico o mecanizado en bruto.
¿Medidas preventivas? 1? ¿Aumentar adecuadamente la temperatura de vertido? ¿Controlar estrictamente la cantidad de varios aditivos? 2. La cantidad de inoculante añadido se controla mejor con una fracción de masa del 0,4 % o 0,6 %. Al mismo tiempo, la fracción de masa de A1 en el inoculante debe controlarse estrictamente. Si w (Al) es demasiado alto, será. reaccionar fácilmente con la humedad en la superficie de la cavidad 2Al? 3H2O? ¿Al2O3? 3H2 ↑? Generalmente, el contenido de Al del inoculante no debe exceder el 1,5%. 3. Evite la oxidación del hierro fundido. Agregue adecuadamente el coque del relé. Controle estrictamente el volumen de entrada de aire. 4. Con la premisa de garantizar la esferoidización, intente reducir la cantidad de agente esferoidizante agregado. 5. Cubra la superficie del hierro fundido con polvo de criolita durante el vertido para evitar la oxidación del hierro fundido. 6? Reducir el contenido de humedad de la arena de moldeo tanto como sea posible. 7? Aumentar la velocidad de vertido.
2 Tracoma y agujero de escoria
Características: Los pequeños agujeros rellenos con arena central en el interior o en la superficie del defecto se denominan tracoma. Si la forma del defecto es irregular y hay escoria o inclusiones en su interior, se llama agujero de escoria.
Medidas para prevenir los agujeros de arena: 1. Mejorar la resistencia de la arena del núcleo y la estanqueidad del molde de arena. Reducir las rebabas del núcleo de arena y los ángulos agudos del molde de arena para evitar el lavado de arena. 2. Sople la arena flotante en la superficie de la cavidad del molde y lije el núcleo antes de cerrar el molde. Vierta lo antes posible después de cerrar el molde. Cuando utilice arena central fría, distribúyala en el hierro fundido tanto como sea posible para evitar ampollas causadas por la erosión. 3. Evite que el núcleo de arena se seque y lo almacene por mucho tiempo. 4. Diseñe razonablemente el sistema de vertido para evitar una fuerza excesiva del hierro fundido en la pared del molde. La superficie de la copa del bebedero debe ser lisa y no debe haber arena flotante.
¿Medidas para prevenir los agujeros de escoria? 1. Aumentar la temperatura de sobrecalentamiento del hierro fundido. El hierro dúctil, el hierro vermicular y el hierro fundido aleado deben aumentar el número de eliminaciones de escoria. Cuando la temperatura lo permita, permanezca quieto. un periodo de tiempo antes del vertido para facilitar la fusión de la escoria.
2. Prevenir la oxidación del hierro fundido. Controlar estrictamente la cantidad de agente esferoidizante e inoculante. Especialmente la cantidad de inoculación por flujo para hierro dúctil debe ser cautelosa al utilizar la inoculación por flujo. 3. Diseñe razonablemente el sistema de vertido. Coloque láminas filtrantes para mejorar la capacidad de retención de escoria. Lo mejor es instalar un sistema de retención de escoria en la bolsa de vertido para mantener un flujo continuo durante el vertido. 4. Durante el vertido de piezas fundidas de hierro dúctil y el flujo de hierro fundido en la cavidad del molde, la escoria producida debido a la oxidación del hierro fundido o la reacción de varios elementos contenidos en el hierro fundido con el molde de fundición y los materiales del núcleo de arena. ¿Se suele llamar "escoria" secundaria? Para distinguirla de la "escoria primaria" que ya existía antes del vertido. Los defectos de inclusión de escoria causados por este tipo de escoria a menudo sólo se pueden encontrar en la superficie de fractura. La superficie mecanizada del acabado La fundición a menudo sólo se puede encontrar mediante inspección con partículas magnéticas. Esta inclusión está compuesta principalmente por óxidos de ?MgO, SiO2, Feo...? y sulfuros? ¿Cuáles son las medidas preventivas para la "escoria secundaria"?
① ¿Controlar estrictamente la cantidad de magnesio residual en el hierro fundido? Generalmente, ¿la fracción de masa se controla al 0,035%? en el límite inferior? El espesor de la pared se puede controlar en el límite superior?.
② Para reducir el contenido de azufre del hierro fundido original, se debe adoptar un tratamiento de desulfuración si es posible y se deben aumentar la temperatura de tratamiento y la temperatura de vertido. El tratamiento de desulfuración puede reducir significativamente el contenido de azufre del hierro líquido original y reducir eficazmente la "escoria secundaria".
③ Aumentar adecuadamente el contenido de tierras raras del agente esferoidizante y reducir el contenido de magnesio ayudará a reducir la temperatura de formación de costras de hierro fundido y reducirá la "escoria secundaria".
3 Cavidades de contracción y porosidad de contracción
Características: Los orificios de superficie rugosa se forman en la sección gruesa de la pieza fundida, en la junta caliente o en el centro del eje, donde se realiza el final. Se produce solidificación, y más o menos con cristales dendríticos. Los agujeros que son grandes y concentrados se denominan cavidades de contracción. Los agujeros que son pequeños y dispersos se denominan porosidad de contracción. Las cavidades de contracción y la porosidad se deben principalmente al hecho de que la contracción líquida y la contracción por solidificación producidas por el metal fundido durante el enfriamiento y la solidificación son mucho mayores que la contracción sólida, y el metal líquido no se puede reponer en el lugar de solidificación final de la pieza fundida.
¿Medidas preventivas? 1? ¿Seleccionar la composición química adecuada según el espesor de la pared de la fundición? ¿Controlar estrictamente la cantidad residual de magnesio en el hierro dúctil? el sistema ascendente y de vertido para realizar la fundición. Para obtener suficiente alimentación, si es necesario, instale hierro frío o hierro de enfriamiento interno en la sección gruesa de la fundición. 3. La inoculación previa al horno no debe ser excesiva. En circunstancias normales, la cantidad de inoculante agregado se controla en 0,4%? 0,6%. La cantidad de inoculación instantánea con flujo se controla en 0,05%. 4. Para evitar la oxidación del hierro fundido, el contenido de óxido de hierro de la escoria del cubilote debe ser inferior al 5% y preferiblemente inferior al 3%. No mantenga el hierro fundido en el horno a alta temperatura durante mucho tiempo.
5? Intente aumentar la rigidez del molde tanto como sea posible. 4. Adhesión de la arena
¿Características? Se adhiere una capa de material de modelado a la superficie de la pieza de difícil limpieza. Hay dos tipos de adherencia de arena: adherencia de arena mecánica y adherencia de arena química. ¿Cuál es la diferencia entre ellas? La adherencia de arena mecánica se forma cuando un líquido metálico a alta temperatura penetra en los poros entre los granos de arena. La arena de adherencia química es un compuesto de bajo punto de fusión. ¿Se forman mediante oxidación de metales y materiales de modelado? Y los moldes se forman al estar firmemente unidos entre sí.
Medidas preventivas: 1. Elegir arena con mayor refractariedad. El contenido de SiO2 (fracción de masa) de la arena de moldeo debe ser superior al 92%, preferiblemente superior al 95%. 2. Para piezas fundidas con requisitos más altos, se puede utilizar arena de circón (ZrSiO4) o arena de cromita (FeCr2O4) para lograr mejores resultados. 3. Reduzca adecuadamente la temperatura de vertido y aumente la velocidad de vertido para debilitar los efectos termodinámicos y químicos del metal fundido en el molde de arena. 4. La compacidad del molde de arena debe ser alta. El probador de dureza tipo B debe ser superior a 85. Lo mejor es que sea superior a 90 y debe ser uniforme. La reparación del núcleo de arena debe estar en su lugar. No debe haber holgura local. Al mismo tiempo, se debe evitar que la pintura se desprenda.
5 Grietas
¿Características? Son grietas rectas o curvas en la superficie de la pieza fundida. Hay dos tipos de grietas: craqueo en caliente y craqueo en frío.
Las grietas del craqueo térmico son en su mayoría tortuosas y de forma irregular. La superficie de fractura es de color negro claro y tiene un color de oxidación intenso.
¿La grieta en frío es más recta? La superficie de fractura de la pieza fundida tiene un brillo metálico y está relativamente limpia. ¿A veces hay un ligero color de oxidación?
La razón principal de las grietas en las piezas fundidas es que la tensión interna se genera debido a la obstrucción durante el enfriamiento y la contracción por solidificación. Cuando la tensión interna es mayor que la resistencia del material metálico, la pieza fundida se agrietará y formará grietas. .
¿Medidas preventivas? 1?Controlar estrictamente la composición química del hierro fundido.
Entre ellos, el alto contenido de azufre puede causar "fragilidad en caliente" en las piezas fundidas y provocar agrietamiento en caliente. Por lo tanto, es mejor que w (S) en el hierro fundido gris sea inferior al 0,12%, pero no debe ser demasiado bajo. % Si el azufre es demasiado bajo, afectará el efecto de la inoculación. El w(S) apropiado es 0,05%?0,12%. El alto contenido de fósforo puede causar "fragilidad en frío" en las piezas fundidas y provocar agrietamiento en frío. Por lo tanto, el w(P) en hierro fundido gris es mejor por debajo del 0,15% y el w(P) en hierro dúctil es mejor por debajo del 0,08%. 2. Ajuste la velocidad de enfriamiento de cada parte de la fundición para evitar el sobrecalentamiento local de la fundición. Coloque hierro frío en las secciones gruesas o puntos calientes de la fundición. Disperse adecuadamente el corredor interno para que la temperatura de cada parte de la fundición tienda. ser uniforme. 3. Después de verter la pieza fundida, no abra el molde demasiado pronto. No utilice agua fría para rociar piezas fundidas a alta temperatura. El tiempo de apertura adecuado es cuando la temperatura de la pieza fundida en el molde es inferior a 600 °C. 4. Cuando las condiciones lo permitan, cambie la estructura de la pieza fundida para evitar que se agriete. Si se proporcionan nervaduras de refuerzo, la intersección de las dos secciones debe cambiarse de ángulos rectos a esquinas redondeadas para reducir la concentración de tensiones.
6 Deformación
¿Características? ¿Las piezas fundidas largas tienen más probabilidades de deformarse? ¿Porque el espesor de la pared de las piezas fundidas también varía? ¿Mucho? Enfriamiento desigual. ?Fácil de causar deformación de las piezas fundidas. También hay algunas piezas fundidas que se deforman después de ser procesadas y almacenadas durante un período de tiempo.
¿Medidas preventivas? 1. Para algunas piezas fundidas que son propensas a deformarse, además de aumentar adecuadamente el margen de mecanizado, el molde también se puede hacer en forma inversa. Doblado para corregir la apariencia de piezas fundidas o deformaciones. 2. Realice un recocido de alivio de tensión en la pieza fundida para eliminar la tensión interna de la pieza fundida. Si las condiciones lo permiten, se puede utilizar un tratamiento de envejecimiento. ¿No abrir el molde demasiado pronto? No apilar las piezas fundidas después del sacudido. 7 Dureza desigual
¿Características? Después de procesar la superficie de la pieza fundida, ¿aparecen irregularidades microscópicas? ¿En algunos lugares hay puntos duros "brillantes"? ¿Cuál es la dureza de la superficie de la pieza fundida?
¿La diferencia es grande? ¿Hasta 30? 50HB? Nivel avanzado extranjero 5? 10HB La dureza de las piezas de punta dura puede exceder el estándar. La gran diferencia en la dureza de las piezas fundidas puede causar fácilmente un desgaste desigual en la superficie de trabajo, provocar una precisión de mecanizado deficiente de la máquina herramienta y provocar que el motor diésel emita un ruido de funcionamiento fuerte.
¿Medidas preventivas? 1. Aumentar la temperatura de sobrecalentamiento del hierro fundido. La temperatura del horno debe ser preferiblemente superior a 1480 °C para ayudar a eliminar la influencia hereditaria del arrabio. 2. Evite que el contenido de C y Si se reduzca debido a la oxidación del hierro fundido. Controle estrictamente la cantidad de inoculante y el tamaño de las partículas del inoculante. Es mejor agregar el inoculante de manera uniforme. con tiempo controlable para garantizar que el tiempo de inoculación esté ocupado más del 70% del tiempo de hierro. 3. Es mejor utilizar chatarra de acero por debajo del número 20. Evite el uso de acero aleado. Es mejor eliminar el óxido de la chatarra de acero antes de su uso. Es mejor prensar la chatarra de acero pequeña, liviana y delgada para formar briquetas antes de su uso. 4. Para piezas fundidas con espesores desiguales, el sistema de vertido debe diseñarse razonablemente para garantizar un enfriamiento uniforme de todas las partes de la pieza fundida. Se pueden colocar hierro enfriado o ladrillos refractarios en piezas particularmente gruesas.
8 ¿Cuáles son las características de la esferoidización deficiente o no esferoidal de las piezas de hierro dúctil? ¿En forma de escamas? ¿El contenido residual de magnesio y tierras raras de la pieza fundida es demasiado bajo? Esta situación generalmente se debe a la falta de formación de bolas. ¿La superficie de fractura de la fundición todavía es gris plateada? ¿Pero hay manchas grises y negras dispersas? ¿Las propiedades mecánicas son bajas? ¿La inspección metalográfica puede encontrar que una pequeña parte del grafito tiene forma de escamas o gusanos? ¿El contenido de tierra de la fundición es inferior al contenido normal? Esta situación es generalmente una esferificación deficiente.
¿Medidas preventivas? 1. Determine la cantidad de agente esferoidizante agregado en función del contenido de azufre del hierro fundido original y el contenido de magnesio y tierras raras del agente esferoidizante. Por ejemplo, use w (Mg) en. 7%?9 %?w(RE) Cuando la temperatura de tratamiento del 2%?5% de agente esferoidizante no excede los 1500 ℃, la cantidad agregada en la Tabla 1 es como referencia. La cantidad específica debe ajustarse adecuadamente de acuerdo con las condiciones de. cada fábrica. 2. Durante el proceso de esferoidización, es necesario asegurar que haya suficiente tiempo de reacción entre el agente esferoidizante y el hierro fundido. Generalmente, el tiempo de reacción está entre 80 y 100 segundos. El hierro fundido procesado debe verterse lo antes posible. 3. Reduzca el contenido de azufre del hierro fundido original tanto como sea posible. Por ejemplo, utilice coque con alto contenido de carbono y bajo en azufre. Si es posible, se puede utilizar un tratamiento de desulfuración. Al extraer el hierro fundido original, se debe evitar la escoria. en la escoria hay 3,4 veces del hierro fundido?. 4. Controlar estrictamente el contenido de elementos antiesferoidizantes en el arrabio, como arsénico, plomo, titanio, bismuto, aluminio, etc. 5. Para evitar la oxidación del hierro fundido, la temperatura debe ser moderada al procesar hierro dúctil. La composición química del agente nodularizante debe seleccionarse de acuerdo con la temperatura del hierro fundido. 6. El contenido de tierras raras de las piezas de sección grande debe reducirse adecuadamente. Si es necesario, se puede agregar una pequeña cantidad de antimonio para neutralizar el efecto de las tierras raras sobre la distorsión del grafito dúctil.
9 Disminución de la esferoidización
Características: Entre las piezas fundidas con el mismo hierro fundido, la esferoidización es buena en el vertido temprano, mientras que en las piezas fundidas en el período posterior es buena; pobre o nula esferoidización.
¿Medidas preventivas? 1. Vierta el hierro fundido tratado lo antes posible. La superficie del hierro fundido debe cubrirse con material aislante para evitar la oxidación de la superficie del hierro fundido. 2. Asegúrese de que el hierro fundido tenga suficiente magnesio residual. Para piezas de hierro dúctil gruesas y de sección grande, se puede utilizar un agente esferoidizante con capacidad de descomposición débil, un agente esferoidizante de magnesio de tierras raras pesadas a base de itrio.
10 ¿Grafito flotante? ¿Contiene grafito en forma de flor?
¿Características? ¿Se puede ver una capa de puntos negros claros y densos en la superficie superior de la fractura de fundición? ¿Grafito en la parte superior de la fractura? ¿Agregación de bolas? A veces hay grafito florecido continuo o individual en la parte inferior de la capa de agregación. La flotación de grafito debilita gravemente las propiedades mecánicas del hierro dúctil, lo que provoca que se reduzcan significativamente la resistencia, la dureza, el alargamiento y la tenacidad al impacto. ¿Medidas preventivas? 1. Controlar estrictamente el equivalente de carbono. Esta es la forma fundamental de resolver el problema de la flotación del grafito. En circunstancias normales, el equivalente de carbono se controla entre 4,3% y 4,7%. Los artículos delgados y pequeños están hacia el límite superior; los artículos gruesos y grandes están hacia el límite inferior. 2. Para acelerar la velocidad de enfriamiento de las piezas fundidas, coloque hierro frío en piezas gruesas. En ocasiones se pueden añadir algunos elementos antigrafitizantes como el molibdeno. 3. El contenido de tierras raras del agente esferoidizante no debe ser demasiado alto.
11 Manchas blancas
Características: Aparecen manchas blancas en el centro de la sección de fundición, pero en la capa exterior, que se enfría relativamente rápido, la estructura es normal. La razón principal de este defecto es que el hierro fundido gris contiene un alto contenido de azufre y el contenido de manganeso es demasiado bajo, lo que no cumple con la relación de Mn? Además, el hierro fundido absorbe hidrógeno o hay muy pocos núcleos de grafito en el hierro fundido. El azufre y el hidrógeno son fáciles de segregar al centro de la pieza fundida y son elementos antigrafitizantes, que dificultan el crecimiento del grafito y hacen que el centro de la pieza fundida se sobreenfríe a una temperatura que produce manchas blancas antes de que cristalicen, por lo que provocando que aparezcan manchas blancas en el centro del yeso. La razón por la que las pequeñas piezas de hierro dúctil parecen tener manchas blancas se debe a menudo al alto contenido de tierras raras y segregación de magnesio en las uniones calientes. La aparición de carburos en el núcleo de piezas gruesas de hierro dúctil a menudo se debe al hecho de que el núcleo se solidifica durante mucho tiempo y el núcleo de grafito se funde y desaparece fácilmente.
¿Medidas preventivas? 1. Reducir el contenido de w(S) del hierro fundido original. Se puede adoptar un tratamiento de desulfuración si las condiciones lo permiten. Esta es una medida preventiva eficaz para evitar el blanqueamiento. 2. La cantidad de w (Mn) debe cumplir con la relación de Mn - 1,7S - 0,3. Al mismo tiempo, se debe controlar estrictamente la cantidad de magnesio residual y tierras raras en el hierro fundido. Se debe controlar estrictamente el equivalente de carbono. determinado en base al espesor de la pared de la pieza fundida. 3. Controlar estrictamente el contenido de humedad de las materias primas y auxiliares y de los aditivos para garantizar que las "tres cosas" estén en su lugar. 4. Reforzar el tratamiento de inoculación antes del horno o utilizar inoculantes compuestos como los que contienen Ba y Ca para aumentar el núcleo de cristalización del hierro fundido.