آلية الوقاية من الثقوب تحت السطح في مصبوبات صمامات التحكم المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ

في إنتاج مصبوبات صمام التحكم من الفولاذ المقاوم للصدأ , الثقوب تحت السطحية تمثل عيبًا خبيثًا بشكل خاص. على عكس المسامية السطحية، يتم احتجاز هذه الفراغات الصغيرة على مسافة 1 مم إلى 3 مم فقط تحت جلد الصب وغالبًا ما تظل غير مرئية حتى مراحل السفع بالخردق أو التصنيع. لا تؤدي هذه العيوب إلى معدلات خردة كبيرة وإهدار ساعات المعالجة فحسب، بل تؤدي أيضًا إلى الإضرار بسلامة جسم الصمام الذي يحتوي على الضغط.

آلية تشكيل الثقوب تحت السطحية

إنشاء الثقوب تحت السطحية هي عملية فيزيائية كيميائية معقدة تتضمن تطور الغاز وانحباسه عند السطح البيني بين المعدن المنصهر وجدار القالب.

1. تفاعل الأكسدة والاختزال وتطور الغاز أثناء ذوبان الفولاذ المقاوم للصدأ، كمية محددة من الأكسجين و الهيدروجين يذوب حتما في الذوبان. عندما يتم صب المعدن المنصهر ذو درجة الحرارة العالية في القالب، تتفاعل العناصر النزرة مثل الكربون الموجود في المعدن مع الرطوبة المتبقية أو المواد الرابطة أو الأكاسيد الموجودة على سطح القالب، مما يؤدي إلى توليد أول أكسيد الكربون غاز.

2. هطول الهيدروجين والنيتروجين يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ بقابلية عالية للذوبان في الغازات في حالته السائلة. عندما يبرد المعدن ويتصلب من جدار القالب إلى الداخل، تنخفض قابلية ذوبان هذه الغازات بشكل حاد. إذا الهيدروجين أو النيتروجين لا يمكنها الهروب عبر سطح المعدن السائل في الوقت المناسب، فإنها تصبح "محاصرة" في جبهة التصلب، وتشكل ثقوبًا دقيقة أو تشبه الإبرة أو كروية تحت السطح مباشرة.

3. تطور الغاز من المواد العفنة ل مصبوبات صمام التحكم من الفولاذ المقاوم للصدأ يتم إنتاجها عن طريق صب الاستثمار، إذا كان شل الاستثمار لم يتم حرقه بشكل كامل، تتبخر المواد العضوية المتبقية أو الرطوبة على الفور عند ملامستها للفولاذ المنصهر. وهذا يخلق ضغطًا خلفيًا يدفع الغاز إلى الغلاف المعدني المتصلب جزئيًا.

العوامل الحاسمة التي تؤثر على تشكيل الثقب

1. ممارسة الصهر ومراقبة المواد الخام يرتبط جفاف المواد الخام ارتباطًا مباشرًا بمحتوى الغاز الأولي. تزيد المواد المشحونة الرطبة أو الخردة الصدئة أو المضافات الزيتية بشكل كبير من الهيدروجين مستويات في الذوبان. علاوة على ذلك، فإن التوقيت أو الجرعة غير المناسبة لمزيلات الأكسدة يمكن أن تترك المعدن المنصهر مفرطًا الأكسجين المستويات.

2. صب درجة الحرارة عالية بشكل مفرط درجة حرارة الصب يكثف التفاعل السطحي بين المعدن والقالب، مما يزيد من حجم الغاز. وعلى العكس من ذلك، فإن درجة الحرارة المنخفضة جدًا تزيد من لزوجة المعدن، مما يجعل من الصعب على فقاعات الغاز الموجودة التغلب على المقاومة والطفو على السطح قبل حدوث التصلب.

3. نفاذية القشرة ال النفاذية من قذيفة القالب هو العامل الحاسم في ما إذا كان الغاز يمكن أن يهرب. إذا كانت القشرة كثيفة جدًا أو كانت نسبة المسحوق المقاوم للحرارة في الملاط غير صحيحة، فإن الغازات المتولدة عند السطح البيني ليس لها طريق للهروب ويتم دفعها إلى داخل الصب.

التدابير الوقائية المستهدفة

لضمان جودة السطح مصبوبات صمام التحكم من الفولاذ المقاوم للصدأ ، يجب إنشاء نظام صارم للتحكم في العمليات عبر عدة أبعاد:

1. التحكم الصارم في الجو وإزالة الأكسدة مواد شحن التسخين المسبق: يجب تجفيف جميع خردة وسبائك الفولاذ المقاوم للصدأ لإزالة الرطوبة والزيت والصدأ. فراغ التفريغ: حيثما أمكن، يجب على الشركات المصنعة استخدام ذوبان الحث الفراغي (VIM) لتقليل ذلك الهيدروجين و النيتروجين المحتوى. إزالة الأكسدة المعقدة: استخدم مزيلات الأكسدة المركبة مثل الألومنيوم أو الكالسيوم والسيليكون لضمان إزالة الأكسدة من المصهور تمامًا قبل صبه.

2. تحسين إطلاق القذائف وتنفيسها إطلاق نار شامل: قم بزيادة درجة حرارة إطلاق الغلاف ومدته (عادة من 900 درجة مئوية إلى 1100 درجة مئوية) لضمان تفحيم المواد الرابطة العضوية وإزالتها بالكامل. قنوات التنفيس: قم بتصميم فتحات محددة أو استخدم مواد داعمة عالية النفاذية في المناطق المعرضة للثقوب، مثل حواف جسم الصمام.

3. معلمات صب الدقة صب درجة حرارة ثابتة: تعيين الأمثل درجة حرارة الصب يعتمد النطاق على سمك جدار صب الصمام لتقليل الاضطراب أثناء ملء القالب. الصب السريع: من دون الإضرار بقشرة القالب، فإن زيادة سرعة الصب قليلاً تستخدم ضغط المعدن الساكن لمنع تسرب الغازات.

4. استخدام مثبتات الواجهة إن إضافة المثبتات المناسبة إلى الطبقة الأولية من طلاء القالب يمكن أن يمنع بشكل فعال التفاعل الكيميائي بين المعدن المنصهر والقشرة، مما يقلل من محفزات الثقوب تحت السطحية .

فحص الجودة والتحسين المستمر

غالبًا ما يكون الفحص البصري القياسي غير فعال ضد الثقوب تحت السطحية . ينبغي تنفيذ المسابك اختبار الجسيمات المغناطيسية (MT) أو high-sensitivity الاختبار الشعاعي (RT) . ومن خلال تحليل أنماط توزيع العيوب مع مرور الوقت، يمكن للمصنعين تحسينها تصميم نظام البوابات ، وهي الطريقة المستدامة الوحيدة لزيادة إنتاجية مصبوبات صمامات الفولاذ المقاوم للصدأ عالية الجودة.