معرفة

1. نظرة عامة

(1) الخصائص: توجد العديد من الثقوب الصغيرة المحفورة على سطح المسبوكات، بأقطار تتراوح بين 0.3 و0.8 مم، وعمق يتراوح بين 0.3 و0.5 مم. غالبًا ما يحدث هذا العيب في مصبوبات الفولاذ السبائكي ذات محتوى الكربون المنخفض، ونسبة w(Cr) تتراوح بين 5% و18%. قبل التنظيف، تُملأ هذه الثقوب الضحلة بمواد تشبه الخبث.

(2) الأسباب: يحدث التآكل الحفري بشكل أساسي بسبب التفاعلات الكيميائية بين أكاسيد المعادن وأكاسيد مادة القشرة.

(3) المواقع: على السطح المحلي أو الكامل للصب، مع حدوث أكثر في المناطق ذات الجدران الرقيقة.

(4) التوضيح: انظر الشكل 1.

​​​​​​​

الشكل 1 التآكل

 

2. الأسباب

(1) أكاسيد معدنية زائدة في المعدن المنصهر

١- وجود أكاسيد زائدة في الشحنة. عند استخدام أفران الحث للصهر، إذا كانت الشحنة شديدة الصدأ أو استُخدمت نسبة كبيرة من المواد المُعاد تدويرها مع فترات إعادة تدوير طويلة، فستزداد كمية الأكاسيد في المعدن المنصهر.

② عدم كفاية إزالة الأكسدة للمعدن المنصهر. يؤدي اختيار مزيلات الأكسدة بشكل غير صحيح إلى عدم تحقيق هدف إزالة الأكسدة بشكل كامل من المعدن المنصهر مع ضمان انخفاض درجة انصهار الأكاسيد المتكونة وسهولة تجمعها وطفوها. يؤثر نقص إضافة مزيلات الأكسدة على تأثير إزالة الأكسدة، مما يترك أكاسيد زائدة في المعدن المنصهر.

③ عملية صهر أو تشغيل غير سليمة. قد يؤدي ذلك إلى إزالة غير كاملة للأكاسيد من المعدن المنصهر، وما إلى ذلك. أثناء عملية صهر الشحنة، إذا تعرض سطح المعدن المنصهر لفترة طويلة، تزداد فرصة أكسدة عناصر السبائك. بعد إزالة الأكسدة المسبقة، إذا كانت فترة إيقاف التشغيل قصيرة، فلن تطفو الأكاسيد في المعدن المنصهر في الوقت المناسب وبشكل كامل. قد يؤدي عدم إزالة الأكسدة النهائية بشكل كافٍ إلى أكسدة ثانوية أثناء الصب.

 

(2) تحتوي المواد المقاومة للحرارة في الطبقة السطحية على كمية كبيرة من أكاسيد المعادن. يتميز مسحوق رمل الزركون بموصلية حرارية جيدة، وسعة تخزين حرارية كبيرة، ومقاومة حرارية عالية. يُستخدم كمادة مقاومة للحرارة في الطبقة السطحية للهيكل في إنتاج مصبوبات الاستثمار من الفولاذ المقاوم للصدأ. تتجاوز مقاومة رمل الزركون النقي (ZrO2·SiO2) 2000 درجة مئوية. ومع ذلك، مع زيادة محتوى الشوائب، تنخفض مقاومة التحلل تبعًا لذلك. عندما يحتوي رمل الزركون على شوائب من أكاسيد الكالسيوم والمغنيسيوم، تنخفض درجة حرارة التحلل إلى حوالي 1300 درجة مئوية؛ وعندما يحتوي على أكاسيد البوتاسيوم والصوديوم، تنخفض درجة حرارة التحلل إلى حوالي 900 درجة مئوية. يتميز SiO2 غير المتبلور المترسب أثناء تحلل رمل الزركون بنشاط عالي ويمكن أن يتفاعل كيميائيًا مع عناصر السبائك مثل Cr و Ni و Ti و Mn و Al في المعدن عند درجات حرارة عالية، مما يؤدي إلى ظهور تآكل على سطح الصب.

(٣) سوء خبز القشرة. يُخلّف سوء خبز القشرة رطوبةً متبقية ومواد عضوية ومواد متطايرة في تجويف القالب. أثناء الصب، تُسبب هذه المواد أكسدة ثانوية للمعدن المنصهر، مُولِّدةً كمية كبيرة من الغاز أو أكاسيد جديدة. تتفاعل هذه الأكاسيد كيميائيًا مع الأكاسيد الموجودة في القشرة، مُشكِّلةً بسهولة آثارًا على سطح الصب.

(4) عملية صب غير صحيحة. عند الصب، إذا كانت درجة حرارة المعدن المنصهر وهيكل القالب مرتفعة جدًا، وكان التبريد بطيئًا جدًا، فهذا يُسهم في تفاعل المعدن المنصهر مع مادة الطبقة السطحية لهيكل القالب، مما قد يُسبب تشققات في القالب.

(٥) عدم كفاية الحماية أثناء عمليتي الصب والتصلب. أثناء عمليتي الصب والتصلب، يتفاعل المعدن المنصهر مع غلاف القالب والغازات من الخارج، مما يؤدي إلى تآكل المسبوكات.

 

3. تدابير الوقاية والسيطرة

(1) تحسين جودة المعدن المنصهر وتقليل محتوى الأكاسيد فيه

① اختيار مواد الفرن الجافة والنظيفة، والتحكم في استخدام المواد المعاد تدويرها وعدد مرات إعادة استخدامها؛ وتجنب زيادة كمية الأكاسيد في مواد الفرن.

٢- تطبيق إزالة الأكسدة الكاملة: يُضاف الفيرمنغنيز أولاً، ثم الفيرسيليكون لإزالة الأكسدة، ثم سيليكات الكالسيوم لإزالة الأكسدة. بعد ذلك، يُفصل التيار الكهربائي ويُترك لمدة دقيقتين، وأخيراً يُضاف الألومنيوم لإزالة الأكسدة النهائية. في الإنتاج، يمكن أيضاً إجراء إزالة الأكسدة النهائية بطريقة الإضافة المزدوجة. تُجرى الإضافة الأولى في الفرن، بكمية إضافة تتراوح بين ٠.١٠٪ و٠.١٢٪ (ترتبط كمية الألومنيوم المضافة بصدأ مواد الفرن. إذا كان الصدأ شديداً، يُؤخذ الحد الأقصى، وإلا يُؤخذ الحد الأدنى). تُجرى الإضافة الثانية في المغرفة كإزالة أكسدة تكميلية، بكمية إضافة تتراوح بين ٠.٠٢٪ و٠.٠٥٪.

③ تطوير عمليات صهر وصب معقولة والالتزام بها بدقة. على سبيل المثال، يجب أن تكون مدة الانتظار قبل الصب كافية للسماح للأكاسيد بالطفو بشكل كامل. يجب إزالة الخبث بدقة، ويجب إزالة الأكاسيد الناتجة في الوقت المناسب. أضف مواد التغطية، مثل رماد النبات، إلى المغرفة.

(2) اختيار مواد القشرة بشكل معقول والتأكد من جودتها.

① اختيار مواد الغلاف بعناية. على سبيل المثال، يجب أن تتوافق جودة رمل/مسحوق الزركون مع متطلبات العملية، ويجب التحكم بدقة في محتوى أكسيد الحديد (Fe2O3) والشوائب بحيث لا يتجاوز 0.05%. عند الضرورة، تُصنع الطبقة السطحية من الغلاف من مسحوق كوروندوم محايد وتُطلى برمل كوروندوم. سيؤدي ارتفاع محتوى أكسيد الحديد (Fe2O3) إلى تفاقم مشكلة التنقر.

٢. فحص المواد الخام عند وصولها إلى المصنع. يُسمح بتخزين المواد التي تجتاز الفحص فقط في المستودع. يُعاد فحص المواد الخام في المستودع بانتظام. لا يُسمح باستخدام مواد الطبقة السطحية غير المطابقة للمعايير.

(3) اختر طريقة خبز مناسبة للقشرة والتزم بها بدقة. الغرض من خبز القشرة هو إزالة المواد المتطايرة (مثل الرطوبة المتبقية، والمواد العضوية، والعفن، وما إلى ذلك) منها، وتحسين جودتها. عملية خبز القشرة: تتراوح درجة حرارة خبز قشرة سيليكات الصوديوم بين 850 و950 درجة مئوية، وتستغرق من 0.5 إلى ساعتين؛ وتتراوح درجة حرارة خبز قشرة سيليكا سول بين 2 و950 درجة مئوية، وتستغرق 1200 دقيقة.

(4) اختر عملية صب مناسبة. راقب بدقة درجة حرارة المعدن المنصهر والقشرة أثناء الصب ضمن نطاق معقول. تجنب التفاعل المطول بين المعدن المنصهر ومادة الطبقة السطحية للقشرة لمنع تكون الحفر.

(5) يجب إجراء معالجة وقائية أثناء عملية الصب والتصلب. يُغطى القالب بحبيبات الرمل أو يُشكل جوًا واقيًا حوله؛ ويُسكب في فراغ إذا لزم الأمر.

 

تتمتع فيجور بخبرة تزيد عن 20 عامًا وفريق عمل محترف في عمليات الصب. إذا كان بإمكاننا مساعدتك أو كنت ترغب في تطوير أي أجزاء، فلا تتردد في التواصل معنا على info@castings-forging.com