표면 산화 반점 결함이 있는 무게 205g의 실리카졸을 사용하여 410 스테인리스강 부품 생산: 원인 및 해결 방법

지르콘 분말/모래를 표면층으로 사용하는 경우 410 스테인리스 스틸 부품(특히 약 200g 무게의 소형 부품) 생산 시 산화점과 반점이 나타납니다. 어떻게 원인을 조사하고 해결책을 개발해야 할까요? 핵심 결론을 하나씩 분석해 보겠습니다. 이 "점과 점" 산화는 일반적으로 단일 요인에 의해 발생하는 것이 아니라 오히려 활성이 높은 강철 액체와 국부적으로 오염된 쉘 인터페이스 사이의 격렬한 반응의 결과입니다. 문제의 근본 원인은 주로 "쉘 품질"과 "강철 액체 쉘 인터페이스 반응"에 있습니다.

1, "지르콘 분말/모래 표면층" 및 "점 산화"의 특성과 결합하여 산화 반점/반점이 형성되는 주요 원인을 분석합니다. 주요 원인은 가능성 순으로 나열하면 다음과 같습니다.

1. 쉘 표면층 오염(유력 용의자) 지르코니아 소재 자체 : 품질이 좋지 않거나 습기가 많은 지르코니아 분말/모래에는 산화철(Fe 2 O3), 산화티타늄(TiO 2) 등의 불순물이 함유되어 있을 수 있습니다. 고온에서 이러한 불순물은 스테인리스강의 크롬(Cr) 및 알루미늄(Al)과 같은 원소와 화학적으로 반응하여 주물의 표면에 국부적인 반응 흔적(즉, 산화 흔적)을 남깁니다. 작업 중 오염: 쉘 제작 작업장에서는 표면 코팅이나 샌딩 과정에서 녹, 먼지 및 유기물(예: 장갑 섬유 및 그리스)이 혼합될 수 있습니다. 이러한 오염 물질은 쉘 하소 후 국지적으로 낮은 융점 또는 높은 활성을 갖는 "약점"을 형성합니다. 실리카졸의 안정성: 실리카졸에 국부적인 겔이나 오염이 있으면 코팅의 균일성에 영향을 주어 국부적인 강도가 부족하거나 불순물이 풍부해집니다.

2. 불충분한 껍질 로스팅 및 잔류 수분(주요 원인): 수분 잔류물은 "산화점"이 형성되는 가장 일반적인 이유 중 하나입니다. 쉘의 로스팅 온도가 불충분하거나(<900 ℃) 단열 시간이 충분하지 않은 경우 쉘의 깊은 층(특히 두껍고 큰 쉘)에 수정수 또는 화학수가 잔류하게 됩니다. 고온의 용강을 주입하면 수분이 순간적으로 증발하고 증기압이 극도로 높아 용강 앞부분의 응고된 얇은 껍질을 뚫고 내부의 새로운 용강이 노출되어 수증기와 산화반응(Fe+H2O → FeO+H2)을 하여 피트(pit)와 산화물 스케일 같은 점을 형성한다. 유기탄소 잔류물: 불완전한 로스팅은 완전 연소 대신 실리카졸 및 이형제의 유기 화합물을 탄화시켜 국부적으로 탄소가 풍부한 영역을 형성할 수 있습니다. 이 부분에 용강이 접촉하면 탄소가 Shell 내의 SiO 2 를 환원시켜 CO 가스를 발생시키며, 이로 인해 용강의 표면도 손상되어 국부적인 산화 및 침탄이 발생하게 됩니다.

3. 불충분한 용융 및 쏟아짐 보호(기본 이유) 불완전한 탈산: 410 스테인리스강의 크롬은 산화되기 쉽습니다. 최종 탈산(보통 알루미늄 사용)이 불충분하면 용강의 용존 산소 함량이 높아 표면에 응집되거나 응고가 끝날 때 쉘 반응물과 결합하여 산화물과 같은 점을 형성하는 경향이 있습니다. 불충분한 주조 보호 흐름: 아르곤 가스 보호를 사용하더라도 공기 흐름이 너무 약하거나 고르지 않게 분산되거나 방해를 받으면 공기가 여전히 주조 흐름과 스프루 컵으로 유입되어 강철 방울이 튀고 산화되어 흐름과 함께 금형 캐비티로 들어가 분산된 산화점이 형성됩니다.

4. 공정 매개변수의 불일치(촉발 요인) 쉘 온도와 주입 온도의 불일치: 쉘의 예열 온도가 너무 낮고(예: <600 ℃) 용강의 주입 온도가 너무 높습니다. 둘 사이의 온도 차이가 너무 커서 인터페이스 가스 폭발과 열충격이 강화되고 점반응이 유발됩니다. 용강의 과열: 과도한 용융 온도(예: 1650℃ 초과)는 용강과 쉘 사이의 화학 반응성을 강화합니다.

2、 체계적인 해결(긴급상황부터 근본 원인까지) 1단계: 현장 긴급 조사 및 처리(즉시 실행)

1. 쉘 베이킹 퍼니스를 확인하십시오. 온도 측정 장비를 교정하십시오. 로스팅 온도는 950℃ 이상, 유지 시간은 2시간 이상(쉘 두께 증가에 따라 다름)을 확인하고, 퍼니스 분위기의 순환을 점검하여 배기 가스가 배출될 수 있는지 확인하십시오.

2. 원료 확인: 비교 테스트를 위해 새로운 고순도(화학적 순수 또는 1등급) 지르콘 분말/모래 배치를 가져옵니다. 철(Fe)과 티타늄(Ti) 함량에 특히 주의하세요.

3. 쉘 제작 환경 확인: 쉘 제작 작업장을 청소하고 표면 코팅이 샌딩 영역과 격리되어 있는지 확인하고 녹 먼지 오염을 방지합니다. 실리카졸에 입자나 젤이 있는지 확인하십시오.

4. 주조 보호 강화: 주조 중에 붓는 컵이 아르곤 가스로 완전히 덮이도록 아르곤 가스 보호 강도를 일시적으로 높입니다.

2단계: 단기 프로세스 최적화(1~2주 이내)

1. 로스팅 공정 최적화: "단계 가열 로스팅" 구현: 400-600℃ 단계에서 절연 시간을 늘려 유기물이 완전히 분해 및 증발할 수 있도록 합니다. 약수를 배출시키기 위해 900 ℃ 이상에서 충분한 단열을 유지하십시오. 중요한 성분은 굽은 후 바로 붓거나 수분흡수를 방지하기 위해 고온오븐(>200℃)에 보관하세요.

2. 용융 처리 강화 : 엄격한 최종 탈산 : 태핑 전에 최종 탈산을 위해 용강의 깊은 부분에 알루미늄 와이어를 삽입하고 잔류 알루미늄 함량을 0.02 % -0.08 %로 제어합니다. 주입 온도를 적절하게 낮추십시오. 완전한 주입을 보장한다는 전제 하에 과열(예: 1550℃)에서 주입 온도를 10~20℃ 낮추어 열 반응을 줄입니다.

3. 금형 쉘의 온도를 조정하십시오. 금형 쉘을 용광로에서 꺼내어 붓는 사이의 간격을 가능한 한 최단 시간으로 단축하여 금형 쉘 내부 온도가 800-900 ℃ 사이가 되도록 하십시오. 고온 쉘은 인터페이스 온도 차이를 줄이고 용강의 원활한 응고를 보장할 수 있습니다.

3단계: 장기적인 체계적 관리(기본 솔루션)

1. 쉘 재료 및 공정 업그레이드: 표면층 재료 교체 테스트: 문제가 지속되면 표면층 재료를 보다 불활성인 용융 알루미나(Al 2 O3) 또는 "백색 강옥"으로 교체하는 것을 고려하십시오. 비용은 높지만 고크롬강과의 반응성은 낮습니다. 표면층 소결 공정 도입: 표면층 및 2층 쉘 제작이 완료된 후 추가로 저온(800℃) 소결을 추가하여 표면층의 치밀화 및 일부 가스 방출 물질을 사전에 제거합니다.

2. 용해 및 주입 시스템 업그레이드: 아르곤 보호 용해 구현: 유도로 ​​용해 중에 아르곤 가스를 사용하여 덮거나 불어넣습니다. 진공 또는 보호 분위기 주조 사용: 수요가 높은 제품의 경우 진공 유도로 용해 주조 또는 아르곤 충전 주조 상자에 투자하는 것이 가장 철저한 솔루션입니다.

3. 공정 모니터링 포인트 설정: 원료 검사: 지르콘 분말의 각 배치에 대해 불순물 함량 샘플링을 수행합니다. 쉘 로스팅 기록: 각 로스팅로에 대한 온도 시간 곡선 모니터링을 설정합니다. 주조 결함 지도: 사진을 찍어 산화점의 위치와 형태를 보관하고, 나무 위치와의 상관관계를 분석하고, 오염원을 추적합니다.

"205g 주조물에서 지르콘 분말 모래 표면층의 산화점/반점" 문제에 대해 권장되는 문제 해결 프로세스를 요약합니다. 다음과 같이 문제 해결의 우선순위를 정하는 것이 좋습니다.

1. 일차적인 의심: 껍질을 로스팅하는 것으로 충분합니까? 로스팅 온도와 유지 시간을 높여 비교 실험을 해보세요.

2. 2차 의혹: 지르콘 소재가 순수한가? 비교 테스트를 위해 알려진 고순도 재료 배치를 교체합니다.

3. 동시에 확인하십시오: 쏟아지는 보호 장치가 정말 효과적입니까? 아르곤 파이프라인, 유량계 및 스프루 컵의 공기 흐름 상태를 확인합니다.

4. 최종 최적화: 주로 쉘 온도와 주입 온도 등 공정 매개변수의 일치를 조정합니다. 위의 체계적인 조사 및 최적화를 통해, 특히 쉘의 절대 건조 및 청결을 보장하고 인터페이스 보호를 강화함으로써 410 스테인리스강 정밀 주조 표면의 산화점과 얼룩을 효과적으로 제거할 수 있습니다.