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¿Cómo usar el horno de fusión por inducción de frecuencia media para fundir hierro fundido de alta resistencia?

  Se ha convertido en una tendencia reemplazar los hornos de frecuencia industrial y los hornos de cubilote con hornos de fusión por inducción de frecuencia intermedia, y ha abierto una nueva forma para que la industria de fabricación de automóviles produzca piezas fundidas de alta calidad. Es una de las piezas básicas de la carcasa de la caja de cambios del automóvil, es el marco del engranaje de varias etapas, no solo para el cojinete, sino también para resistir cuando se aprietan muchos pernos de alta resistencia. La gran tensión de compresión local, causada por la propia fundición, debe tener alta presión. resistencia y resistencia a la corrosión, por lo que la fundición no debe tener osteoporosis, granos gruesos y otros defectos, a fin de evitar el efecto de lubricación y enfriamiento de la fuga de aceite. Tradicionalmente, las piezas fundidas HT150 o HT200 se utilizan como materiales de carcasa y la calidad de la pieza fundida no puede cumplir con los requisitos de la industria automotriz para mejorar continuamente la calidad general. Esto requiere la adición de trazas de Cr, Mo, Cu y otros elementos de aleación para obtener la matriz de perlita de alta resistencia adecuada para el uso del rendimiento de la carcasa. Para producir piezas de base de automóvil de hierro fundido de alta resistencia y alta calidad, es inevitable utilizar un horno de inducción de frecuencia intermedia durante la fundición. En este documento, se explora el control de calidad antes del horno en la práctica de utilizar un horno de frecuencia media una fundición de caja de cambios de automóvil de hierro fundido de alta resistencia.

1. Diseño de la composición de fundición gris de aleación de alta resistencia.

El material de la carcasa de la transmisión es HT250, dureza < 200HBW, requiere corte libre, prueba de presión de aceite sin fugas, adición de trazas de múltiples componentes de aleación en hierro fundido, selección de parámetros de proceso razonables, para que la fundición tenga una cierta composición química y tasa de enfriamiento, para obtener la estructura metalográfica y las propiedades mecánicas ideales. Para garantizar las propiedades mecánicas, la estructura de la matriz y la morfología del grafito deben controlarse bien

En el diseño de hierro fundido de alta resistencia y baja aleación, se debe considerar primero el efecto del equivalente de hierro-carbono líquido y la velocidad de enfriamiento. Alto equivalente de carbono, velocidad de enfriamiento lenta en la pared gruesa de fundición, grano grueso y estructura suelta en la pared gruesa de fundición y fugas en la prueba de presión de aceite. Si el equivalente de carbono es demasiado bajo, es fácil que se formen puntos duros o áreas duras locales en la pared delgada de la fundición, lo que conduce a un rendimiento de corte deficiente. Al controlar el equivalente de carbono a 3.95% ~ 4.05%, se pueden garantizar las propiedades mecánicas del material y está cerca del punto eutéctico. El rango de temperatura de solidificación del líquido de hierro es estrecho, lo que crea las condiciones para que el líquido de hierro realice la fundición a "baja temperatura". También es beneficioso para eliminar la porosidad y los defectos de contracción de las piezas fundidas.

En segundo lugar, se debe considerar el papel de los elementos de aleación. Durante la transformación eutéctica de cromo y cobre, el cromo dificulta la grafitización, promueve el carburo y promueve la boca blanca. El cobre promueve la grafitización y reduce la blancura de la sección transversal. La interacción entre los dos elementos se puede neutralizar hasta cierto punto para evitar la formación de cementita durante la transformación eutéctica, lo que conducirá a la formación de blancura o aumento de la dureza en la pared delgada de la fundición. En la transformación eutectoide, tanto el cromo como el cobre pueden estabilizar y refinar el compuesto de perlita, pero sus funciones no son las mismas. Con la proporción adecuada de cooperación, pueden desempeñar mejor su papel respectivo. Cuando se agregó wCu < 2.0 % al hierro fundido gris que contenía wCr = 0.2 %, el cobre no solo promovió la transformación de la perlita, mejoró y estabilizó el volumen de la perlita y perlita refinada, sino que también promovió la producción de grafito tipo a y la morfología homogénea de la tinta fósil. también puede aumentar ligeramente, wCr > 0.2% de fluidez de fundición gris, lo que es particularmente beneficioso para la fundición de cáscara de pared delgada. La compacidad de la fundición se puede mejorar aún más agregando cromo y cobre. Agregar una cantidad adecuada de cromo y cobre es beneficioso para mejorar la compacidad del material y mejorar su capacidad antifugas.

La perlita es básicamente la estructura deseada en la producción de hierro fundido gris de alta resistencia, porque solo el hierro fundido con base perlítica tiene alta resistencia y buena resistencia al desgaste. El estaño puede aumentar efectivamente el contenido de perlita en la matriz y promover y estabilizar la formación de perlita. La conclusión de nuestra práctica de producción es controlar el contenido de estaño en 0.7% ~ 0.09%.

2. Controlar estrictamente la calidad de las materias primas y materiales auxiliares.

Las materias primas y auxiliares que ingresan a la fábrica deben ser muestreadas y analizadas, a fin de conocerlas. Las materias primas y auxiliares no calificadas nunca deben utilizarse. Para garantizar la carga de trabajo de la solución de hierro original, debe elegir elementos de alto contenido de carbono, bajo fósforo, bajo contenido de azufre, menos perturbadores (los proveedores de arrabio deben tener una hoja de informe de análisis de elementos traza) de arrabio; Se selecciona acero de carbono medio puro y los elementos traza como Cr, Mo, Sn, V, Ti, Ni, Cu se seleccionan de acuerdo con los resultados de la prueba. Se prefiere chatarra de acero que pueda estabilizar la perlita. El arrabio y la chatarra de acero deben eliminarse antes de permitir su uso. Los que tengan manchas de aceite se deben hornear a 250°C.

Las ferroaleaciones y los inoculantes también se compran en puntos designados para lograr una composición estable y grumos calificados (tamaño de partícula). Separar y apilar para evitar la humedad. Tal requisito evita los defectos causados ​​por la "heredabilidad" de la carga de hierro fundido.

La medición precisa antes del uso es la garantía de calidad del hierro fundido. Se señala particularmente que para la fusión en horno de inducción, carga rigurosa mezclada con recipientes de sellado y explosivo.

(1) Adherirse a la combinación de ingredientes teóricos (cálculo de ingredientes) y experiencia práctica. No importa el algoritmo de prueba o el método gráfico que se adopte, los datos de dosificación teóricos calculados no se pueden determinar como la relación final, y la ley cambiante de los elementos en el Debe dominarse el proceso de fusión del horno de frecuencia intermedia. Si el revestimiento del horno es un material ácido y la temperatura del hierro fundido es > 1500 ℃, solo se puede tomar el límite inferior de la adición de Si, pero el carbón debe tomarse en línea.

(2) Dominar la composición química de varios materiales metálicos en el horno y la ley de combustión y reducción de cada elemento. Se presentan requisitos estrictos sobre la clasificación, el apilamiento y la numeración del hierro del horno de retorno (boquilla vertical, chatarra fundida). Los elementos reducidos en el horno se restarán al realizar la dosificación, y los elementos quemados en el horno se sumarán al realizar la dosificación.

(3) Los elementos de aleación deben mezclarse de una sola vez, y el límite medio debe tomarse para otros ingredientes excepto para Si. Los elementos de aleación (Mo, Cr, Cu, Sn, etc.) se pueden agregar después de la fusión y el raspado, y la pérdida es muy pequeña en el horno ácido. C y Si se pueden complementar en la escoria y la gestación. En lo que respecta a la fundición en horno de inducción, se sigue el principio de añadir silicio después de añadir carbono.

(4) Para controlar el contenido de P y S, las cantidades de P y S provienen principalmente de arrabio nuevo. Las cantidades de P y S se pueden controlar dentro del rango requerido seleccionando la carga. Por lo tanto, wP < 0.06 % y wS < 0.04 % deben fabricarse con arrabio nuevo para que las cantidades de P y S puedan tenerse en cuenta al calcular la dosificación. (Debido a requisitos técnicos de fundición: wP≤ 0.06 %, wS ≤ 0.04%).

(5) Todos los materiales metálicos en el horno se miden con precisión en estricta conformidad con los requisitos.

3.Control de fusión en horno de frecuencia intermedia

De acuerdo con las características metalúrgicas de un horno eléctrico de frecuencia intermedia, se debe elaborar un proceso de fusión razonable y la carga debe ser desde la base. Control de temperatura, adición de aleación, carburador, agente de escoria y temperatura de producción de hierro en las diferentes temperaturas se controlan estrictamente para controlar y estabilizar la estructura metalográfica y mejorar la calidad de la fundición con el menor tiempo de fusión y la menor pérdida por combustión y oxidación de la aleación.

En la práctica de producción, dividimos todo el proceso de fundición en tres etapas para el control de la temperatura. Aquí, la llamada temperatura trifásica se refiere a la temperatura de fusión, la temperatura de la escoria y la temperatura del hierro.

Temperatura de fusión: el período de fusión antes de la temperatura de muestreo determina la absorción de los elementos de aleación y el equilibrio de la composición química. Por lo tanto, es necesario evitar la fusión y alimentación a alta temperatura y evitar la "corteza". De lo contrario, el hierro fundido estará en estado de ebullición o temperatura alta, se intensificará la pérdida de carbón por combustión, la reducción de silicio será continua. mejorado, y las impurezas aumentarán debido a la oxigenación líquida de hierro. La temperatura de fusión se controlará por debajo de 1365 ℃ según los requisitos del proceso, y la temperatura de muestreo se controlará por debajo de (1420±10) ℃. Si la temperatura de muestreo es baja y la ferroaleación no se funde, la composición química de la muestra no será representativa. Si la temperatura es demasiado alta y la aleación se quema o reduce, el ajuste de la composición durante el período de descrudado se verá afectado. Si la potencia del horno debe controlarse después del muestreo. Antes de que el instrumento de gestión de la calidad del horno sobre la composición química de los resultados acaba de entrar en la temperatura de la escoria.

Temperatura de la escoria: La temperatura de la escoria es un eslabón importante para determinar la calidad del hierro fundido porque está estrechamente relacionada con la estabilidad de los componentes y el efecto de un tratamiento de inoculación, y afecta directamente el control de la temperatura del hierro. Una temperatura demasiado alta de la escoria agrava la pérdida por combustión del núcleo de grafito del hierro fundido y la reducción del silicio, especialmente para el revestimiento ácido. Teóricamente, si el hierro fundido contiene demasiado silicio, tendrá el efecto de la emisión de carbono, lo que afectará la cristalización según la temperatura, y hay una tendencia a la boca anti-blanca. Si la temperatura es demasiado baja, la solución de hierro estará expuesta durante mucho tiempo y el carbono y el silicio se quemarán gravemente. Cuando la composición se ajusta nuevamente, no solo prolongará el tiempo de fusión para que el líquido de hierro se sobrecaliente, sino que también hará que la composición se descontrole fácilmente, aumente el grado de sobreenfriamiento del líquido de hierro y destruya el cristal normal.

Temperatura de fundición de hierro: para garantizar la mejor temperatura de fundición y crianza, generalmente controlamos en 1520 ~ 1550 ℃. La temperatura alta y baja de la producción de hierro afectará el efecto de cristalización e inoculación del hierro fundido. Si la temperatura es demasiado alta (por encima de 30 ℃ como se estipula en el proceso), aunque el análisis rápido de C y Si frente al horno también es moderado, la profundidad de la boca blanca de la pieza de prueba del triángulo de fundición será demasiado grande o la la boca de cáñamo aparecerá en el centro. Apareció la situación incluso para tomar medidas para aumentar el horno agregando la cantidad de inoculación de carbono, la experiencia práctica del autor es menos efectiva, y después de la potencia de frecuencia intermedia más baja, el procesamiento de enfriamiento del horno, es decir, en el horno de la cantidad de líquido de hierro 10% - 15% después horneando arrabio nuevo, pruebe este corazón de la boca del clip en un tono gris moteado, la profundidad blanca superior disminuye. Si la temperatura alta dura mucho tiempo, después de adoptar el método anterior, aún se deben implementar las medidas de llenado de carbón en el horno. La temperatura de fundición del hierro se controla de acuerdo con la temperatura de fundición. La temperatura de fundición adecuada de la carcasa de hierro fundido es (1440±20) ℃, que puede realizar el "fundido de hierro a alta temperatura, temperatura adecuada". Por supuesto, lo mejor es controlar y controlar estrictamente. Debido a que la temperatura de producción de hierro es baja, la temperatura de fundición será inferior a 1380 ℃, lo que no conduce a la desulfuración y desgasificación y afecta especialmente el efecto del tratamiento de inoculación. Con la disminución de la temperatura, los problemas como el aislamiento del frío y el contorno poco claro aumentan obviamente.

4. Tratamiento de inoculación de hierro fundido.

A la inoculación de la producción con carcasa de caja de cambios HT250, que mejora la resistencia al desgaste del material, para mejorar significativamente la microestructura y las propiedades mecánicas de las piezas fundidas para aumentar significativamente el valor de dureza de cada sección, pero también en el aspecto de la perla en la estabilidad de La dimensión de la sección gruesa tiene el mismo efecto, pero también mejora el grosor de la pared de la sensibilidad y el buen rendimiento de corte en el mecanizado, las piezas fundidas de osteoporosis, especialmente para evitar que la fuga de la carcasa tenga una función especial.

La cantidad de inoculante se determina de acuerdo con el grosor de la pared, la composición química, la temperatura de fundición y otros factores de la producción de fundición de cáscara. El principio es que no se producen fugas ni fugas en el espesor de la pared y no se produce una zona dura en el espesor de la pared. La práctica de producción muestra que Sr, Ba, Ca y Si-FE son los agentes de endogamia más ideales para mejorar la resistencia del hierro fundido gris. El agente de endogamia juega el papel de la capacidad anti-descomposición del bario (Ba) y aumenta la proporción de grafito tipo A, especialmente la fuerte capacidad del estroncio (Sr) para eliminar la apertura blanca, la endogamia auxiliar y el efecto osmótico del calcio (Ca ) y silicio (Si). El inoculante de este tipo de combinación de fuerza es una opción ideal para el tratamiento de inoculación de hierro fundido de alta resistencia.

La relación entre los tiempos de inoculación y el efecto de la inoculación, con el aumento de los tiempos de inoculación, mejoró la uniformidad de la distribución del grafito dentro del hierro fundido, la tasa de ocupación del grafito tipo A y la longitud del grafito fue muy diferente, el grafito tipo A inoculado más del doble tenía Alto grado de ocupación, distribución uniforme y extensión moderada. Lo que es más importante, las inoculaciones múltiples aumentan el número de núcleos cristalinos no espontáneos, fortalecen la matriz y, por lo tanto, mejoran y estabilizan la resistencia del hierro fundido.

La clave para controlar el efecto de la inoculación es evitar la inoculación de hierro fundido con un flujo rezagado con respecto al vertido después de la inoculación de ferrosilicio de bario +75 ferrosilicio con inoculación en embudo. El hierro fundido después del tratamiento de inoculación debe verterse dentro de un tiempo limitado, generalmente no más de 8 minutos, y el efecto de inoculación de la segunda inoculación dentro de 3 a 5 minutos es el mejor. El agente de endogamia de sílice-bario puede eliminar la boca blanca de HT250, mejorar su forma y distribución de grafito y eliminar el grafito sobreenfriado E y D. Debido a que la estructura de grafito y ferrita tipo E, la densidad del material se reducirá y la resistencia a la filtración se verá seriamente deteriorada.

5.El efecto de la producción real

En la fundición se produce sin blanco, su resistencia a la tracción es superior a HT250, la dureza de la barra de prueba es de hasta 190 ~ 230 HBW, la anatomía del cuerpo de la carcasa, la dureza se controla en 190 HBW, mejora significativamente la calidad del coeficiente de fundición. microestructura, perlita es 85% ~ 90%, cumple con el requisito de la fuerza de la carcasa de la caja de cambios, su rendimiento mecánico alcanzó el nivel del material de la carcasa de la caja de cambios de modelos extranjeros similares.

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