सतह ऑक्सीकरण स्पॉट दोषों के साथ, सिलिका सोल के साथ 410 स्टेनलेस स्टील भागों का उत्पादन, वजन 205 ग्राम: कारण और समाधान

सतह परत के रूप में जिक्रोन पाउडर/रेत का उपयोग करते समय, 410 स्टेनलेस स्टील भागों (विशेष रूप से लगभग 200 ग्राम वजन वाले छोटे भागों) के उत्पादन में ऑक्सीकरण बिंदु और धब्बे दिखाई देते हैं। हमें कारणों की जांच कैसे करनी चाहिए और समाधान कैसे विकसित करना चाहिए। आइए एक-एक करके मुख्य निष्कर्षों का विश्लेषण करें: यह "बिंदु और स्थान" ऑक्सीकरण आमतौर पर किसी एक कारक के कारण नहीं होता है, बल्कि अत्यधिक सक्रिय स्टील तरल और स्थानीय रूप से दूषित शेल इंटरफ़ेस के बीच एक हिंसक प्रतिक्रिया का परिणाम होता है। समस्या का मूल कारण मुख्य रूप से "शेल गुणवत्ता" और "स्टील लिक्विड शेल इंटरफ़ेस प्रतिक्रिया" में निहित है।

1、 ऑक्सीकरण धब्बे/धब्बों के निर्माण के मुख्य कारणों का विश्लेषण किया जाता है, जिसे "जिरकोन पाउडर/रेत सतह परत" और "बिंदु ऑक्सीकरण" की विशेषताओं के साथ जोड़ा जाता है। मुख्य कारणों को संभावना के क्रम में इस प्रकार क्रमबद्ध किया गया है:

1. शेल की सतह परत संदूषण (प्राथमिक संदिग्ध) ज़िरकोनिया सामग्री: खराब गुणवत्ता या नम ज़िरकोनिया पाउडर/रेत में आयरन ऑक्साइड (Fe ₂ O3) और टाइटेनियम ऑक्साइड (TiO ₂) जैसी अशुद्धियाँ हो सकती हैं। उच्च तापमान पर, ये अशुद्धियाँ स्टेनलेस स्टील में क्रोमियम (सीआर) और एल्यूमीनियम (अल) जैसे तत्वों के साथ रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया करेंगी, जिससे कास्टिंग की सतह पर स्थानीय प्रतिक्रिया निशान (यानी ऑक्सीकरण निशान) निकल जाएंगे। ऑपरेशन के दौरान प्रदूषण: शेल बनाने वाली कार्यशाला में, सतह कोटिंग या सैंडिंग प्रक्रिया के दौरान जंग, धूल और कार्बनिक पदार्थ (जैसे दस्ताने फाइबर और ग्रीस) मिश्रित हो सकते हैं। ये प्रदूषक शेल कैल्सीनेशन के बाद स्थानीय स्तर पर कम पिघलने बिंदु या उच्च गतिविधि के साथ "कमजोर बिंदु" बनाएंगे। सिलिका सोल की स्थिरता: यदि सिलिका सोल में स्थानीय जेल या प्रदूषण है, तो यह कोटिंग की एकरूपता को प्रभावित करेगा, जिसके परिणामस्वरूप अपर्याप्त स्थानीय शक्ति या अशुद्धता संवर्धन होगा।

2. अपर्याप्त शेल रोस्टिंग और अवशिष्ट नमी (मुख्य कारण): नमी अवशेष "ऑक्सीकरण बिंदु" के गठन के सबसे सामान्य कारणों में से एक है। यदि शेल का भूनने का तापमान अपर्याप्त है (<900 ℃) या इन्सुलेशन समय पर्याप्त नहीं है, तो शेल की गहरी परतों (विशेष रूप से मोटी और बड़े शेल) में अवशिष्ट क्रिस्टल पानी या रासायनिक पानी होगा। जब उच्च तापमान वाले पिघले हुए स्टील को इंजेक्ट किया जाता है, तो पानी तुरंत वाष्पित हो जाता है, और वाष्प का दबाव बहुत अधिक होता है, जो पिघले हुए स्टील के सामने ठोस पतले खोल को तोड़ता है, अंदर ताजा पिघला हुआ स्टील को उजागर करता है और जल वाष्प के साथ ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया से गुजरता है: Fe+H ₂ O → FeO+H ₂, बिंदु जैसे गड्ढे और ऑक्साइड स्केल बनाते हैं। कार्बनिक कार्बन अवशेष: अपूर्ण भूनने से पूर्ण दहन के बजाय सिलिका सोल और मोल्ड रिलीज एजेंटों में कार्बनिक यौगिकों का कार्बोनाइजेशन हो सकता है, जिससे स्थानीयकृत कार्बन समृद्ध क्षेत्र बन सकते हैं। जब पिघला हुआ स्टील इस क्षेत्र के संपर्क में आता है, तो कार्बन शेल में SiO₂ को कम कर देगा, जिससे CO गैस का उत्पादन होगा, जो पिघले हुए स्टील की सतह को भी नुकसान पहुंचाएगा और स्थानीय ऑक्सीकरण और कार्बराइजिंग का कारण बनेगा।

3. अपर्याप्त पिघलने और डालने से सुरक्षा (मौलिक कारण) अधूरा डीऑक्सीडेशन: 410 स्टेनलेस स्टील में क्रोमियम ऑक्सीकरण के लिए प्रवण होता है। यदि अंतिम डीऑक्सीडेशन (आमतौर पर एल्यूमीनियम का उपयोग करना) अपर्याप्त है, तो पिघले हुए स्टील में घुलनशील ऑक्सीजन की मात्रा अधिक होगी, और यह सतह पर एकत्रित हो जाएगी या जमने के अंत में शेल अभिकारकों के साथ मिलकर ऑक्साइड जैसे बिंदु बनाएगी। अपर्याप्त कास्टिंग सुरक्षा प्रवाह: आर्गन गैस सुरक्षा के साथ भी, यदि वायु प्रवाह बहुत कमजोर है, असमान रूप से फैला हुआ है, या परेशान है, तो हवा अभी भी कास्टिंग स्ट्रीम और स्प्रू कप में खींची जाएगी, जिससे स्टील की बूंदें फूटेंगी और ऑक्सीकरण करेंगी और धारा के साथ मोल्ड गुहा में प्रवेश करेंगी, जिससे बिखरे हुए ऑक्सीकरण बिंदु बनेंगे।

4. प्रक्रिया मापदंडों का बेमेल (ट्रिगरिंग कारक) शेल तापमान और डालने वाले तापमान के बीच बेमेल: शेल का प्रीहीटिंग तापमान बहुत कम है (जैसे <600 ℃), जबकि पिघले हुए स्टील का डालने का तापमान बहुत अधिक है। दोनों के बीच तापमान का अंतर बहुत बड़ा है, जो इंटरफ़ेस गैस विस्फोट और थर्मल शॉक को तेज करेगा और बिंदु प्रतिक्रियाओं को प्रेरित करेगा। पिघले हुए स्टील का अधिक गरम होना: अत्यधिक पिघलने का तापमान (जैसे कि 1650 ℃ से अधिक) पिघले हुए स्टील और शेल के बीच रासायनिक प्रतिक्रिया को तेज कर देगा।

2、 व्यवस्थित समाधान (आपातकाल से मूल कारण तक) चरण 1: साइट पर आपातकालीन जांच और प्रबंधन (तत्काल निष्पादन)

1. शेल बेकिंग फर्नेस की जांच करें: तापमान मापने वाले उपकरण को कैलिब्रेट करें। सुनिश्चित करें कि भूनने का तापमान ≥ 950 ℃ है और होल्डिंग समय ≥ 2 घंटे है (शेल की मोटाई में वृद्धि के आधार पर), और यह सुनिश्चित करने के लिए भट्ठी के वातावरण के परिसंचरण की जांच करें कि निकास गैस को छुट्टी दी जा सकती है।

2. कच्चे माल की जाँच करें: तुलनात्मक परीक्षण के लिए उच्च शुद्धता (रासायनिक रूप से शुद्ध या प्रथम श्रेणी) जिरकोन पाउडर/रेत का एक नया बैच लें। इसकी आयरन (Fe) और टाइटेनियम (Ti) सामग्री पर विशेष ध्यान दें।

3. शैल निर्माण वातावरण की जांच करें: शैल निर्माण कार्यशाला को साफ करें, सुनिश्चित करें कि सतह कोटिंग सैंडिंग क्षेत्र से अलग हो, और जंग धूल प्रदूषण को रोकें। कणों या जेल के लिए सिलिका सोल की जाँच करें।

4. कास्टिंग सुरक्षा को मजबूत करें: अस्थायी रूप से आर्गन गैस सुरक्षा की ताकत बढ़ाएं ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि कास्टिंग के दौरान डालने वाला कप पूरी तरह से आर्गन गैस से ढका हुआ है।

चरण 2: अल्पकालिक प्रक्रिया अनुकूलन (1-2 सप्ताह के भीतर)

1. भूनने की प्रक्रिया को अनुकूलित करें: "स्टेप हीटिंग रोस्टिंग" लागू करें: कार्बनिक पदार्थों को पूरी तरह से विघटित और वाष्पित करने की अनुमति देने के लिए 400-600 ℃ चरण में इन्सुलेशन समय बढ़ाएं; रासायनिक पानी को बाहर निकालने के लिए 900 ℃ से ऊपर पर्याप्त इन्सुलेशन बनाए रखें। महत्वपूर्ण घटकों के लिए, बेकिंग के तुरंत बाद डालें या नमी के अवशोषण को रोकने के लिए उच्च तापमान वाले ओवन (>200 ℃) में स्टोर करें।

2. पिघले हुए उपचार को मजबूत करना: सख्त अंतिम डीऑक्सीडेशन: टैप करने से पहले, अंतिम डीऑक्सीडेशन के लिए पिघले हुए स्टील के गहरे हिस्से में एल्यूमीनियम तार डालें, और अवशिष्ट एल्यूमीनियम सामग्री को 0.02% -0.08% पर नियंत्रित करें। डालने का तापमान उचित रूप से कम करें: पूर्ण भराव सुनिश्चित करने के आधार पर, थर्मल प्रतिक्रियाओं को कम करने के लिए सुपरहीट (जैसे 1550 ℃) से डालने का तापमान 10-20 ℃ तक कम करें।

3. मोल्ड शेल के तापमान को समायोजित करें: मोल्ड शेल को भट्ठी से बाहर निकालने और डालने के बीच के अंतराल को कम से कम संभव समय तक कम करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि मोल्ड शेल के अंदर का तापमान 800-900 ℃ के बीच है। उच्च तापमान वाले गोले इंटरफ़ेस तापमान के अंतर को कम कर सकते हैं और पिघले हुए स्टील का सुचारू रूप से जमना सुनिश्चित कर सकते हैं।

चरण 3: दीर्घकालिक व्यवस्थित नियंत्रण (मौलिक समाधान)

1. शैल सामग्री और प्रक्रिया उन्नयन: सतह परत सामग्री प्रतिस्थापन परीक्षण: यदि समस्या बनी रहती है, तो सतह परत सामग्री को अधिक निष्क्रिय फ़्यूज्ड एल्यूमिना (अल ₂ O3) या "सफेद कोरंडम" के साथ बदलने पर विचार करें। यद्यपि लागत अधिक है, उच्च क्रोमियम स्टील के साथ प्रतिक्रियाशीलता कम है। सतह परत सिंटरिंग प्रक्रिया का परिचय: सतह परत और दूसरी परत शेल बनाने को पूरा करने के बाद, सतह परत को सघन करने और कुछ गैस उत्सर्जित करने वाले पदार्थों को पहले से खत्म करने के लिए एक अतिरिक्त कम तापमान (800 ℃) सिंटरिंग जोड़ा जाता है।

2. पिघलने और डालने की प्रणाली को उन्नत करना: आर्गन संरक्षण पिघलने को लागू करना: इंडक्शन फर्नेस पिघलने के दौरान कवर करने या उड़ाने के लिए आर्गन गैस का उपयोग करना। वैक्यूम या सुरक्षात्मक वातावरण कास्टिंग का उपयोग करना: उच्च मांग वाले उत्पादों के लिए, वैक्यूम इंडक्शन फर्नेस मेल्टिंग कास्टिंग या आर्गन से भरे कास्टिंग बॉक्स में निवेश करना सबसे गहन समाधान है।

3. प्रक्रिया निगरानी बिंदु स्थापित करें: कच्चे माल का निरीक्षण: जिरकोन पाउडर के प्रत्येक बैच के लिए अशुद्धता सामग्री का नमूना लेना। शेल भूनने का रिकॉर्ड: प्रत्येक भूनने वाली भट्टी के लिए तापमान समय वक्र निगरानी स्थापित करें। कास्टिंग दोष मानचित्र: तस्वीरें लें और ऑक्सीकरण बिंदुओं के स्थान और आकारिकी को संग्रहीत करें, पेड़ की स्थिति के साथ सहसंबंध का विश्लेषण करें और प्रदूषण के स्रोत का पता लगाएं।

"205 ग्राम कास्टिंग में जिरकोन पाउडर रेत की सतह परत पर ऑक्सीकरण बिंदु/धब्बे" की समस्या के लिए अनुशंसित समस्या निवारण प्रक्रिया का सारांश दें। समस्या निवारण को निम्नानुसार प्राथमिकता देने की अनुशंसा की जाती है:

1. प्राथमिक संदेह: क्या सीप भूनना पर्याप्त है? भूनने का तापमान और धारण समय बढ़ाकर तुलनात्मक प्रयोग करें।

2. द्वितीयक संदेह: क्या जिक्रोन सामग्री शुद्ध है? तुलनात्मक परीक्षण के लिए ज्ञात उच्च शुद्धता वाली सामग्रियों के एक बैच को बदलें।

3. साथ ही जांचें: क्या डालने से सुरक्षा वास्तव में प्रभावी है? आर्गन पाइपलाइन, फ्लो मीटर और स्प्रू कप पर वायु प्रवाह की स्थिति की जाँच करें।

4. अंतिम अनुकूलन: प्रक्रिया मापदंडों के मिलान को समायोजित करें, मुख्य रूप से शेल तापमान और डालने का तापमान। उपरोक्त व्यवस्थित जांच और अनुकूलन के माध्यम से, विशेष रूप से शेल की पूर्ण सूखापन और सफाई सुनिश्चित करना और इंटरफ़ेस सुरक्षा को मजबूत करना, 410 स्टेनलेस स्टील सटीक कास्टिंग की सतह पर ऑक्सीकरण बिंदु और धब्बे को प्रभावी ढंग से समाप्त किया जा सकता है।