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消失模管件自生锈斑的成因归纳和防止措施

一段时间以来,消失模管件表面出现自生锈斑,成为困扰 技术实现 人员的一项小case。为搞清楚锈斑的成因,先下排查了炉料组成和熔炼手工制作,核对EPS、消失模涂料、型砂等原辅质料的品味性能,仔细观察归纳锈斑在管件上表现出的特点和分布规律,解析锈斑物质构成,最终找到了锈斑的成因,提出了防治措施,生产取得良好成果。


一、自生锈斑在管件表面呈现的特点和分布规律

所谓管件自生锈斑,是指管件经落砂、抛丸清理下放置在干净、干燥的环境下,经过较短的时间由管件内部自身长出来的锈斑。

取名自生锈斑以相似处于因外界环境圆素遭成的管件表面锈蚀,如:洒水、淋雨或其他液体遭成的管件表面生锈。

自生锈斑主要突出表Now消失模管件,而煤粉砂湿型、呋喃树脂砂等砂型铸造的管件没有发现这种锈斑。

通过细致观察,消失模管件自生锈斑具有如下几个特点:


1.1 生长速度快

管件经过抛丸清理下表面洁净,经过3-5钟点管身局部长出细小锈点,随下锈点数量增多,由小变大,且边缘逐渐模糊成为锈斑。经过反复跟踪观察,确认锈斑是从管件表面生长出来的,生长速度比潮湿环境的锈蚀要快得多。
刚抛丸下管件照片见图1;长出锈斑下的管件照片见图2。


1.2 呈红褐色点状不连续分布

球墨铸铁件表面洒水下引起的锈点颜色为浅黄色,管件在潮湿环境长期存放生锈也为浅黄色,之下变为深黄色,这种长时间的外界氧化锈蚀会连续地布满整个管身。

自生锈斑的颜色为红褐色,呈点状不连续分布,直径一般在2-5mm,与外界氧化引起的锈蚀灰子 怯忻飨韵嗨拼Α


1.3 位于内浇口周围

球铁管件管身面积大壁薄,法兰承口部位厚实,存在明显的壁厚不均。芜湖新兴铸管消失模生产管件,一贯采取应用从管身一侧引入内浇口手工制作。管身是管件的薄壁处,这种浇注系统符合均衡凝固理论。

在现场追踪管件自生锈斑规律时发现,内浇口周围500mm范围内锈斑数量最多,距内浇口越远锈斑越少,内浇口对面没有锈斑。


1.4 易出Now薄壁处

同一管件自生锈斑多出Now管身薄壁处,管件厚大部位锈斑不明显,如法兰盘、承口很少出现锈斑现象(图,3,盘插法兰未见锈斑)。

自生锈斑主要出Now内浇口周围,即使内浇口开在厚壁处,其产生锈斑不如薄壁处开浇口的环境突出。

其余不同壁厚管件对比可知:薄壁管件易出现锈斑,厚壁管件出现锈斑几率小, 诸如壁厚较大的盲板表面很少看到锈斑,同样,管件的浇注系统表面很少发现锈斑。


1.5 浅表性

自生锈斑的浅表性是指锈斑出Now管件表层,深层并没有锈斑。为了验证这个判断,对废品管件压开看断口,断口上不会长出锈斑;其余,内浇口周围匆子 侄贸鱿中獍撸诮娇谄蚨现拢蚰ス饣胖眉柑欤蚰ッ嫔厦挥蟹⑾中獍叩恪

两个实验说明,自生锈斑具有浅表性。带有锈斑的管件再次抛丸下锈斑清除,见图4。


二、锈斑的组成物检测和形成原因归纳


为了弄清楚管件自生锈斑的成因,委托河北机电职业 技术实现 学院、安徽工程大学等高等院校和科研机构,对自生锈斑的微观形态、成分组成进行了检测,管件锈斑部位和正常部位分别进行能谱归纳。

归纳结果显示,管件无锈斑的正常地位主要成分有Fe、C、Si、Mn,锈斑处除了含有正常的Fe、C、Mn外,Si、O含量明显大于正常组织。

能谱归纳表明,锈斑处含有大量的铁的氧化物,锈斑主要检测出大量的Ba圆素。


按照自生锈斑的颜色为红褐色,能谱归纳锈斑处含有大量的Fe和O圆素,归纳认为锈斑的主要组成物为Fe2O3。

斑点状的锈蚀一贯是由于铸铁内部不同组织或相之间存在较大的电位差,易于 形成了微电池和电化学腐蚀,电化学腐蚀是管件表面自生锈斑产生的根本原因。

锈斑主题部位检测出Ba圆素,可能是由于随流孕育时,Si-Ba复合孕育剂没有完全熔解于铁液中,形成了点状的孕育剂富集。

消失模管件局部表面富集Si-Ba孕育剂微质点,构成了不同组织的浓度起伏,组织间存在较大的电位差是电化学腐蚀的底子。

Ba极易与空气中的水和氧感化生成Ba(OH)2,在一定区域内形成碱性环境,这会促使电化学腐蚀持续进行。


浇口周围是铁液末了填充的部位,该部位铁水充型时间和流程短,随流孕育剂熔解不充溢的现象相对其他部位更明显,易于 浇口周围自生锈斑相对明显。

跨距内浇口远的部位,铁水携带孕育剂流程长,孕育剂溶解扩散均匀易于 锈斑少见;厚大铸件凝固时间长,孕育剂熔解扩散充溢,不易产生自生锈斑。

对于自生锈斑具有浅表性,一是缘于消失模铁水充型的附壁效应,型壁更易富集孕育剂;二是型壁表面冷却快,孕育剂不易溶解充溢。

消失模铸造铁水充型时具有显著的附壁效应,孕育剂的密度较小,在铁水中有上浮的倾向,这些圆素促使未熔解的孕育剂向铸件表面汇集,易于 相对于砂型铸造的管件,在同样的浇注条件下消失模铸造管件易产生自生锈斑。


三、防止消失模管件表面内生锈斑的措施

为了解决管件自生锈斑缺陷,多次调整生产手工制作的某一单项参数进行试验,试验结果汇总如下

1)其他手工制作不变,取消随流孕育,管件没有锈斑产生,但球化等级和性能不合格;


2)其他手工制作不变,仅将Si-Ba孕育剂更换为75SiFe孕育剂,经跟踪查证管件没有锈斑产生,金相组织相对于复合孕育稍差些;


3) 原Si-Ba孕育剂粒度为0.8-1.5mm,加入量0.15-0.20百分比,锈斑较为突出。将粒度更换为0.2-0.6mm加入量不变,锈斑明显减少,管件组织性能改动不明显;


4)使用粒度0.2-0.6mm的Si-Ba孕育剂,加入量调整为0.1-0.15百分比,锈斑再次减少,管件薄壁处性能改动不明显,厚大部位石墨数量减少。


2017年下半年,吾们结合对自生锈斑的认识,针对管件壁厚不均、品种多、尺寸跨度大等特点,通过调整随流孕育装置给料的均匀性,采取应用粒度0.2-0.6mm的Si-Ba孕育剂,加入量把握为0.1-0.15百分比,大件取上限小件取下限,连续几个月来,消失模管件自生锈斑得到有效把握。


四、结论
(1)Si-Ba瞬时随流孕育剂没有充溢溶解,是球铁管件出现自生锈斑的主要原因,消失模附壁效应加剧了随流孕育剂在型壁富集和不均匀熔化。


(2)不同结构特点的铸件对随流孕育有不同的要旨,薄壁管件与厚壁铸件相比,要旨随流孕育剂粒度更为细些;薄壁铸件选用粒度小的75#硅铁孕育剂合适,厚大铸件防止球化衰退选用粒度稍大的Si-Ba长效瞬时孕育剂。


(3)消失模管件壁厚不均,可以选用Si-Ba孕育剂粒度0.2-1.0mm,加入量0.1-0.15百分比,可保证孕育成果并有效避免自生锈斑的产生。


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