Повышение стабильности свойств чугунного литья и снижение брака литейного производства за счет использования оборудования для термического анализа FERROLAB*V

ПОВЫШЕНИЕ СТАБИЛЬНОСТИ СВОЙСТВ ЧУГУННОГО ЛИТЬЯ  И СНИЖЕНИЕ БРАКА ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА  ЗА  СЧЕТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА FERROLAB* V Автор: Колин Пауэлл

Производство высококачественных отливок подразумевает необходимость в получении стабильных свойств жидкого чугуна.

Качество жидкого металла зависит не только от его химического состава, но и от процесса модификации, образования микроструктуры при кристаллизации.
Термический анализ обеспечивает быстрый и экономически эффективный способ оценки состояния модификации жидкого чугуна, обеспечивая стабильность производственного процесса.
В этой статье описывается простое и надежное устройство - оборудование для термического анализа FERROLAB V компании Foseco. Ниже приведен пример возможного применения прибора на заводе Romi в Бразилии для проверки, настройки и регистрации термического анализа каждой партии чугуна.

ВВЕДЕНИЕ

Для получения высококачественной отливки очевидно, что жидкий металл, используемый для ее изготовления, должен быть высокого качества.

Во-первых, химический состав чугуна должен соответствовать заданным требованиям. Обычно это означает контроль углерода с помощью углеродного эквивалента или анализатора горения, а также других элементов с помощью спектрометра и поддержание их в пределах принятых диапазонов.

Однако соответствующий химический состав чугуна - это только часть истории, нам также необходимо знать, что модификация чугуна проведена правильно.

Количество участков, доступных для осаждения первых твердых частиц, образующихся при остывании чугуна, оказывает огромное влияние на его структуру. Хотя химический состав чугуна почти не меняется, добавление качественного модификатора, такого как INOCULIN* компании Foseco, в некачественно модифицированный чугун, может полностью изменить его свойства.

Модификация влияет на количество центров кристаллизации, величину усадки, прочность и пластичность получаемых отливок.

Лучший способ узнать, как затвердеет отливка, - это взять пробу жидкого чугуна и провести анализ с помощью оборудования FERROLAB V (пять), поставляемого компанией FOSECO.
Образец заливается в одноразовые стаканчики INOCUP, и примерно через 300 секунд мы получаем четкое представление параметров, наиболее важных для контроля чугуна.

Параметры могут быть использованы на начальном этапе для классификации чугуна и помощи в определении правильного типа и количества модификатора. В дальнейшем, заказчик может установить свои параметры, необходимые для данного производства. Затем прибор можно использовать в качестве инструмента для контроля качества чугуна и определения момента, когда необходимо внести корректировки в процесс модификации.

FERROLAB* V

Расчеты выполняются на компьютере оборудованном специальной защитой, которая достаточно надежна для использования в условиях литейного цеха, но также может быть расположен в кабине управления печи. Компьютер подключается по беспроводной связи к блоку сбора данных
FERROBOX, расположенному рядом со станцией отбора проб. Световые индикаторы на FERROBOX помогают определить правильность установки стаканчика для
забора проб и его готовность к работе.

КЛЮЧЕВЫМ ПАРАМЕТРОМ В РАБОТЕ FERROLAB V ЯВЛЯЕТСЯ ЕГО ПРОСТОТА

FERROBOX может быть расположен непосредственно на плавильном участке, возможна работа на двух стаканчиках.

Два FERROBOX могут быть подключены по беспроводной связи к каждому компьютеру, что значительно упрощает работу с прибором.

Например, стабильный анализ параметров затвердевания для четырех печей, или альтернативные конфигурации для анализа метастабильности с использованием стаканчиков с теллуром или для проверки модификации после обработки в ковше или непосредственно перед заливкой.

Результаты теста имеют цветовую кодировку. Как и следовало ожидать, зеленый цвет – соответствие параметрам, желтый - погранично приемлемый (требует проверки), а красный - не параметры заданы заранее, но, очевидно, они могут быть скорректированы в соответствии с предпочтениями литейного предприятия.

Цветовая кодировка дает возможность использовать прибор операторам, которые не проходили дополнительное обучение термическому анализу.
Помимо критических параметров, система отображает кривую охлаждения и первую производную, поэтому опытные пользователи установок термического анализа могут сразу определить характеристики чугуна.

Все данные, полученные в ходе испытаний, сохраняются и записываются, поэтому могут быть использованы как часть протокола контроля качества.

Предыдущие результаты могут быть извлечены и отображены. Система позволяет сравнивать несколько кривых охлаждения и производных кривых в следственных целях.

Конечно, это не только серый чугун, FERROLAB позволяет анализировать параметры высокопрочного чугуна после обработки сфероидизации.

Оборудование надежно, а поскольку два блока сбора данных могут быть подключены к одному компьютеру по беспроводной связи, вы можете анализировать до четырех чашек в двух разных местах.
Система предоставляется бесплатно клиентам Foseco, которые покупают наши модификаторы, сфероидизаторы и стаканчики для отбора проб. Мы помогаем обеспечить постоянное качество производимого чугуна.

Рисунок 1. Блок сбора данных FERROBOX

ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ FERROLAB* V НА ЛИТЕЙНОМ ЗАВОДЕ ROMI В БРАЗИЛИИ

Оборудование FERROLAB* V было установлено на Romi, литейном заводе в Бразилии, производящем отливки из ковкого чугуна. Оборудование было установлено так, что один канал работал как стандартный измеритель углеродного эквивалента, а другой выполнял стабильный анализ для получения информации о микроструктуре металла после кристаллизации.

Рисунок 2. Литейный завод ROMI, Бразилия

Несмотря на то, что оборудование используется сравнительно недавно, но литейный завод уже начал корректировать процесс модификации чугуна, чтобы наилучшим образом использовать модификаторы и сфероидизаторы.

Рисунок 3.

Из рисунка 3 видно, что стандартный материал, обработанный 1,3% ФСМ (5% Mg) и стандартной модификацией, имеет относительно хорошее качество, но его еще можно улучшить.

Рисунок 4.

На рисунке 4 показано, как повысили качество чугуна, во-первых, потому что его состав был приближен к эвтектическому, что означает более короткий диапазон кристаллизации. Во-вторых, была добавлена предварительная обработка и модификация на струю. Это уменьшает количество переохлаждения до затвердевания и рекалесценции во время затвердевания, что в целом смягчает процесс кристаллизации и дает лучшую структуру.

Высокопрочный чугун, предварительно модифицированный с INOCULIN* 390 в печи. 1,5% NODULANT* FSM, 0,3% модификация INOCULIN 320 + 0,2% после модификации INOCULIN 920 (добавлением в чашку). Комментарии: Ближе к эвтектике, но выше TeMin – и PAE и ниже VPS , чем без модификации. Fizykochemiczne parametry.

Дальнейшие испытания позволят Romi еще больше оптимизировать практику модификации и сфероидизации.

С этого момента Romi производит мониторинг отливок, которые находятся на пределе своих технических характеристик, и с помощью FERROLAB *V еще больше приблизить качество к поставленной цели.

ВЫВОДЫ

FERROLAB* V - это простой и высокорентабельный способ повышения качества и снижения количества дефектных отливок с помощью термического анализа.

БЛАГОДАРНОСТЬ

Компания Foseco благодарит руководство и сотрудников компании Romi Foundry за сотрудничество при подготовке этой статьи и за разрешение использовать их данные.

КОНТАКТ                                                

Литье Украины, 2021, №6,