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Induktionserwärmung seit 2000

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Was sind die Hauptpunkte beim Schmelzen von hochfestem Gusseisen mit Mittelfrequenz-Induktionsöfen?

Es ist ein Trend geworden, Hochfrequenzöfen und Kupolöfen durch einen Mittelfrequenz-Induktionsofen zu ersetzen, und hat der Automobilindustrie einen neuen Weg zur Herstellung hochwertiger Gussteile eröffnet. Es ist eines der Grundelemente des Gehäuses eines Automobilgetriebes, es ist das Gerüst eines mehrstufigen Getriebes, das nicht nur Lager, sondern auch standhält, wenn viele hochfeste Schrauben angezogen werden, lokale große Druckspannungen, die durch das Gussteil selbst verursacht werden, müssen hoch sein. Druckfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit, daher darf das Gussteil keine Osteoporose, grobe Körner und andere Defekte aufweisen, um die Schmier- und Kühlwirkung von Ölleckagen zu vermeiden. Traditionell werden HT150- oder HT200-Gussteile als Schalenmaterialien verwendet, und die Gussqualität kann die Anforderungen der Automobilindustrie zur kontinuierlichen Verbesserung der Gesamtqualität nicht erfüllen. Dies erfordert die Zugabe von Spuren von Cr, Mo, Cu und anderen Legierungselementen, um die auf Perlitmatrix basierende hohe Festigkeit zu erhalten, die für die Verwendung der Schalenleistung geeignet ist. Um hochfeste und qualitativ hochwertige Gusseisen-Automobilbasisteile herzustellen, ist es unvermeidlich, beim Gießen einen Zwischenfrequenz-Induktionsofen zu verwenden. In diesem Artikel wird die Qualitätskontrolle vor dem Ofen in der Praxis der Verwendung eines Mittelfrequenz-Induktionsofens zur Herstellung eines Gussstücks aus hochfestem Gusseisen-Automobilgetriebe untersucht.

1. Design der Zusammensetzung aus hochfestem Grauguss

Das Material des Getriebegehäuses ist HT250, Härte < 200 HBW, erfordert freies Schneiden, Öldruckprüfung ohne Leckage, Hinzufügen von Spuren mehrerer Legierungskomponenten in Gusseisen, Auswahl angemessener Prozessparameter, damit das Gussteil eine bestimmte chemische Zusammensetzung und Abkühlgeschwindigkeit aufweist, um zu erhalten die ideale metallographische Struktur und mechanische Eigenschaften. Um die mechanischen Eigenschaften sicherzustellen, müssen die Matrixstruktur und die Graphitmorphologie gut kontrolliert werden

Bei der Konstruktion von hochfestem, niedrig legiertem Gusseisen sollten zuerst die Auswirkungen des flüssigen Eisen-Kohlenstoff-Äquivalents und der Abkühlgeschwindigkeit berücksichtigt werden. Hohes Kohlenstoffäquivalent, die langsame Abkühlgeschwindigkeit an der dicken Gusswand, grobe Körnung und lockere Struktur an der dicken Gusswand und Undichtigkeiten bei der Öldruckprüfung. Wenn das Kohlenstoffäquivalent zu niedrig ist, bilden sich an der dünnen Wand des Gussstücks leicht Hardpoints oder lokale harte Bereiche, was zu einer schlechten Schneidleistung führt. Durch die Kontrolle des Kohlenstoffäquivalents auf 3.95 % ~ 4.05 % können die mechanischen Eigenschaften des Materials garantiert werden und es liegt nahe am eutektischen Punkt. Der Bereich der Erstarrungstemperatur der Eisenflüssigkeit ist eng, was Bedingungen für die Eisenflüssigkeit schafft, um ein Gießen bei „niedriger Temperatur“ zu realisieren. Es ist auch vorteilhaft, die Porositäts- und Schwindungsdefekte der Gussteile zu beseitigen.

Zweitens sollte die Rolle von Legierungselementen berücksichtigt werden. Während der eutektischen Umwandlung von Chrom und Kupfer behindert Chrom die Graphitisierung, fördert Carbide und fördert White Mouth. Kupfer fördert die Graphitisierung und verringert den Weißgrad im Querschnitt. Die Wechselwirkung zwischen den beiden Elementen kann bis zu einem gewissen Grad neutralisiert werden, um die Bildung von Zementit während der eutektischen Umwandlung zu vermeiden, was zur Bildung von Weißheit oder Erhöhung der Härte an der dünnen Wand des Gussstücks führen würde. Bei der eutektoiden Umwandlung können sowohl Chrom als auch Kupfer den Perlit-Verbundstoff stabilisieren und verfeinern, aber ihre Funktionen sind nicht die gleichen. Mit dem entsprechenden Anteil an Kooperation können sie ihre jeweilige Rolle besser spielen. Wenn wCu < 2.0 % zu Grauguss mit wCr = 0.2 % hinzugefügt wurde, förderte Kupfer nicht nur die Perlitumwandlung, verbesserte und stabilisierte das Perlitvolumen und verfeinerte Perlit, sondern förderte auch die a-Typ-Graphitproduktion und die homogene fossile Tintenmorphologie. Der Kupfergehalt kann auch leicht erhöht werden, wCr > 0.2 % Graugussfließvermögen, was besonders dem dünnwandigen Maskenguss zugute kommt. Durch Zugabe von Chrom und Kupfer kann die Kompaktheit des Gussstücks weiter verbessert werden. Das Hinzufügen der richtigen Menge an Chrom und Kupfer ist vorteilhaft, um die Kompaktheit des Materials selbst zu verbessern und seine Anti-Leck-Fähigkeit zu verbessern.

Perlit ist grundsätzlich das gewünschte Gefüge bei der Herstellung von hochfestem Grauguss, da nur Gusseisen auf perlitischer Basis eine hohe Festigkeit und eine gute Verschleißfestigkeit aufweist. Zinn kann den Gehalt an Perlit in der Matrix effektiv erhöhen und die Bildung von Perlit fördern und stabilisieren. Das Ergebnis unserer Produktionspraxis ist die Kontrolle des Zinngehalts auf 0.7 % ~ 0.09 %.

2. Kontrollieren Sie streng die Qualität der Rohstoffe und Hilfsstoffe

Roh- und Hilfsstoffe in der Fabrik müssen beprobt und analysiert werden, um sie zu kennen. Unqualifizierte Roh- und Hilfsstoffe sollten niemals verwendet werden. Um die Arbeitsbelastung der ursprünglichen Eisenlösung sicherzustellen, müssen Elemente aus Roheisen mit hohem Kohlenstoffgehalt, niedrigem Phosphorgehalt, niedrigem Schwefelgehalt und weniger als Störungen (Roheisenlieferanten sollten ein Berichtsblatt zur Spurenelementanalyse haben) ausgewählt werden. Reiner Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt wird ausgewählt, und Spurenelemente wie Cr, Mo, Sn, V, Ti, Ni, Cu werden entsprechend den Testergebnissen ausgewählt. Stahlschrott, der Perlit stabilisieren kann, wird bevorzugt. Roheisen und Stahlschrott müssen abgezogen werden, bevor sie verwendet werden dürfen. Diejenigen mit Ölflecken müssen bei 250° C gebacken werden.

Die Ferrolegierungen und Impfmittel werden ebenfalls an bestimmten Stellen gekauft, um eine stabile Zusammensetzung und qualifizierte Klumpenbildung (Partikelgröße) zu erreichen. Trennen und stapeln, um Feuchtigkeit zu vermeiden. Eine solche Anforderung vermeidet die durch die „Erblichkeit“ der Gusseisenlast verursachten Mängel.

Eine genaue Messung vor dem Gebrauch ist die Qualitätssicherung von geschmolzenem Eisen. Es wird besonders darauf hingewiesen, dass für das Schmelzen im Induktionsofen eine strenge Ladung mit versiegelten Gefäßen und Sprengstoff gemischt wird.

(1) Halten Sie sich an die Kombination aus theoretischen Zutaten (Bestandteilberechnung) und praktischer Erfahrung. Unabhängig davon, ob der Versuchsalgorithmus oder die grafische Methode angewendet wird, die theoretisch berechneten Chargendaten können nicht als endgültiges Verhältnis bestimmt werden, und das sich ändernde Gesetz der Elemente in Schmelzprozess des Zwischenfrequenzofens sollte gemeistert werden. Wenn die Ofenauskleidung ein saures Material ist und die Temperatur des geschmolzenen Eisens > 1500℃ beträgt, kann nur die untere Grenze der Si-Zugabe genommen werden, aber der Kohlenstoff muss online genommen werden.

(2) Meistern Sie die chemische Zusammensetzung verschiedener Metallmaterialien im Ofen und das Gesetz der Verbrennung und Reduktion jedes Elements. Es werden strenge Anforderungen an die Klassifizierung, Stapelung und Nummerierung des rücklaufenden Ofeneisens (Speiserohr, Gussschrott) gestellt. Reduzierte Elemente im Ofen sind bei der Dosierung abzuziehen und verbrannte Elemente im Ofen sind bei der Dosierung hinzuzufügen.

(3) Die Legierungselemente sollten auf einmal gemischt werden, und die mittlere Grenze sollte für andere Bestandteile außer Si genommen werden. Die Legierungselemente (Mo, Cr, Cu, Sn usw.) können nach dem Schmelzen und Schaben hinzugefügt werden, und der Verlust im Säureofen ist sehr gering. C und Si können bei der Verschlackung und Reifung ergänzt werden. Beim Schmelzguss im Induktionsofen gilt das Prinzip der Siliziumzugabe nach der Kohlenstoffzugabe.

(4) Um den Gehalt an P und S zu kontrollieren, stammen die P- und S-Mengen hauptsächlich aus neuem Roheisen. Durch Wahl der Bürde können die P- und S-Mengen im gewünschten Bereich geregelt werden. Daher müssen wP < 0.06 % und wS < 0.04 % aus neuem Roheisen hergestellt werden, damit die P- und S-Mengen bei der Ansatzberechnung berücksichtigt werden können. (Aufgrund gießtechnischer Anforderungen: wP≤ 0.06 %, wS ≤ 0.04 %).

(5) Alle Metallmaterialien in den Ofen werden in strikter Übereinstimmung mit den Anforderungen genau gemessen.

3. Steuerung des Schmelzens des Induktionsofens mit mittlerer Frequenz

Gemäß den metallurgischen Eigenschaften eines Zwischenfrequenz-Elektroofens sollte ein angemessener Schmelzprozess ausgearbeitet werden, und die Beschickung sollte von der Basis erfolgen. Die Temperaturkontrolle, die Zugabe von Legierung, Aufkohlungsmittel, Schlackemittel und die Temperatur der Eisenherstellung bei unterschiedlichen Temperaturen werden streng kontrolliert, um die metallografische Struktur zu kontrollieren und zu stabilisieren und die Gussqualität mit der kürzesten Schmelzzeit und dem geringsten Legierungsbrennverlust zu verbessern und Oxidation.

In der Produktionspraxis unterteilen wir den gesamten Schmelzprozess in drei Stufen zur Temperaturführung. Die sogenannte Dreiphasentemperatur bezieht sich hier auf Schmelztemperatur, Schlackentemperatur und Eisentemperatur.

Schmelztemperatur: Die Schmelzzeit vor der Probenahmetemperatur bestimmt die Aufnahme von Legierungselementen und das Gleichgewicht der chemischen Zusammensetzung. Daher ist es notwendig, das Schmelzen und Zuführen bei hohen Temperaturen zu vermeiden und „Krusten“ zu vermeiden. Andernfalls befindet sich das geschmolzene Eisen in einem Siede- oder Hochtemperaturzustand, der Verbrennungsverlust von Kohlenstoff wird intensiviert, die Reduktion von Silizium wird sein kontinuierlich erhöht, und die Verunreinigungen werden aufgrund der Sauerstoffanreicherung mit Eisenflüssigkeit erhöht. Die Schmelztemperatur wird entsprechend den Prozessanforderungen unter 1365 ℃ und die Probentemperatur unter (1420 ± 10) ℃ geregelt. Wenn die Probenahmetemperatur niedrig ist und die Ferrolegierung nicht geschmolzen ist, ist die chemische Zusammensetzung der Probe nicht repräsentativ. Wenn die Temperatur zu hoch ist und die Legierung verbrannt oder reduziert wird, wird die Zusammensetzungseinstellung während der Scheuerperiode beeinträchtigt. Wenn die Ofenleistung nach der Probenahme kontrolliert werden soll. Vor dem Ofen-Qualitätsmanagement-Instrument über die chemische Zusammensetzung der Ergebnisse wurde nur die Schlackentemperatur eingegeben.

Schlackentemperatur: Die Schlackentemperatur ist ein wichtiges Bindeglied bei der Bestimmung der Qualität von geschmolzenem Eisen, da sie eng mit der Stabilität der Komponenten und der Wirkung einer Impfbehandlung zusammenhängt und sich direkt auf die Kontrolle der Eisentemperatur auswirkt. Eine zu hohe Schlackentemperatur verschlimmert den Verbrennungsverlust des Graphitkerns von geschmolzenem Eisen und die Reduktion von Silizium, insbesondere für die Säureauskleidung. Wenn das geschmolzene Eisen zu viel Silizium enthält, hat dies theoretisch den Effekt der Kohlenstoffemission, was die Kristallisation je nach Temperatur beeinflusst, und es besteht eine Tendenz zu Anti-White Mouth. Wenn die Temperatur zu niedrig ist, wird die Eisenlösung lange Zeit ausgesetzt und der Kohlenstoff und das Silizium werden ernsthaft verbrannt. Wenn die Zusammensetzung erneut angepasst wird, verlängert dies nicht nur die Schmelzzeit, um die Eisenflüssigkeit zu überhitzen, sondern bringt auch leicht die Zusammensetzung außer Kontrolle, erhöht den Unterkühlungsgrad der Eisenflüssigkeit und zerstört den normalen Kristall.

Eisengusstemperatur: Um die beste Guss- und Bruttemperatur zu gewährleisten, kontrollieren wir im Allgemeinen 1520 ~ 1550 ℃. Die hohe und niedrige Temperatur der Eisenproduktion beeinflusst die Kristallisations- und Impfwirkung von Gusseisen. Bei zu hoher Temperatur (über 30℃ wie im Prozess vorgeschrieben) ist zwar auch die Schnellanalyse von C und Si vor dem Ofen mäßig, aber die Weißmaultiefe des Gießdreieckprüfkörpers wird zu groß bzw Hanfmund erscheint in der Mitte. Erschien die Situation, sogar Maßnahmen zu ergreifen, um die Kohlenstoff-Impfungsmenge des Ofens zu erhöhen, ist die praktische Erfahrung des Autors weniger effektiv, und nach der niedrigeren Zwischenfrequenzleistung, Ofenkühlungsverarbeitung, nämlich in den Ofen der Eisenflüssigkeitsmenge 10% – 15% nach Backen Sie neues Roheisen, probieren Sie dieses Clip-Mundherz in Grauguss meliert, die obere Weißtiefe nimmt ab. Wenn die hohe Temperatur lange Zeit anhält, sollten die Maßnahmen zum Einfüllen von Kohlenstoff in den Ofen nach Anwendung des obigen Verfahrens dennoch durchgeführt werden. Die Eisengusstemperatur wird entsprechend der Gusstemperatur geregelt. Die geeignete Gießtemperatur von Schalengusseisen beträgt (1440 ± 20) ℃, wodurch das „Hochtemperatur-Eisen, geeignetes Temperaturgießen“ realisiert werden kann. Natürlich ist es am besten, streng zu kontrollieren und zu kontrollieren. Da die Eisenproduktionstemperatur niedrig ist, liegt die Gießtemperatur unter 1380 ° C, was der Entschwefelung und Entgasung nicht förderlich ist und insbesondere den Effekt der Impfbehandlung beeinträchtigt. Mit sinkender Temperatur nehmen Probleme wie Kälteisolation und unklare Konturen offensichtlich zu.

4.Impfbehandlung von geschmolzenem Eisen

Zur Impfung der Produktion mit HT250-Getriebeschale, die die Verschleißfestigkeit des Materials verbessert, zur deutlichen Verbesserung der Mikrostruktur und der mechanischen Eigenschaften von Gussteilen, zur deutlichen Erhöhung des Härtewertes jedes Abschnitts, aber auch im Hinblick auf die Perlmutt auf die Stabilität dicke Querschnittsabmessungen haben den gleichen Effekt, verbessern aber auch die Empfindlichkeit der Wandstärke und eine gute Schnittleistung bei der Bearbeitung, Gießen von Osteoporose-Gussteilen, insbesondere um zu verhindern, dass die Schale ausläuft, hat eine besondere Funktion.

Die Menge des Impfmittels richtet sich nach der Wanddicke, der chemischen Zusammensetzung, der Gießtemperatur und anderen Faktoren der Schalengussherstellung. Das Prinzip besteht darin, dass an der Wanddicke kein Loslassen oder Lecken auftritt und an der Wanddicke keine harte Zone auftritt. Die Produktionspraxis zeigt, dass Sr, Ba, Ca und Si-FE die idealsten Inzuchtmittel sind, um die Festigkeit von Grauguss zu verbessern. Das Inzuchtmittel spielt die Rolle der Fäulnisschutzfähigkeit von Barium (Ba) und erhöht den Anteil an Graphit vom Typ A, insbesondere die starke Fähigkeit von Strontium (Sr), weiße Öffnung, Hilfsinzucht und osmotische Wirkung von Kalzium (Ca ) und Silizium (Si). Das Impfmittel dieser Art von Festigkeitskombination ist eine ideale Wahl für die Impfbehandlung von hochfestem Gusseisen.

Die Beziehung zwischen den Impfzeiten und dem Impfeffekt, mit der Erhöhung der Impfzeiten verbesserte sich die Graphitverteilungsgleichmäßigkeit innerhalb des Gusseisens, die Besetzungsrate von Typ-A-Graphit und Graphitlänge war stark unterschiedlich, wobei der Typ-A-Graphit mehr als zweimal geimpft wurde Hoher Vermietungsgrad, gleichmäßige Verteilung und moderate Länge. Noch wichtiger ist, dass Mehrfachimpfung die Anzahl nicht spontaner Kristallkeime erhöht, die Matrix festigt und somit die Festigkeit von Gusseisen verbessert und stabilisiert.

Der Schlüssel zur Kontrolle des Impfeffekts besteht darin, die Impfung von geschmolzenem Eisen mit Fließverzögerung hinter dem Gießen nach der Impfung von Bariumferrosilicium +75 Ferrosilicium mit Trichterimpfung zu verhindern. Das geschmolzene Eisen nach der Impfbehandlung sollte innerhalb einer begrenzten Zeit gegossen werden, im Allgemeinen nicht länger als 8 Minuten, und die Impfwirkung der zweiten Impfung innerhalb von 3 bis 5 Minuten ist am besten. Silica-Barium-Inzuchtmittel kann den weißen Mund von HT250 eliminieren, seine Graphitform und -verteilung verbessern und unterkühlten E- und D-Graphit eliminieren. Aufgrund der E-Typ-Graphit- und Ferritstruktur wird die Materialdichte reduziert und die Sickerbeständigkeit stark verschlechtert.

Die Menge des Impfmittels richtet sich nach der Wanddicke, der chemischen Zusammensetzung, der Gießtemperatur und anderen Faktoren der Schalengussherstellung. Das Prinzip besteht darin, dass an der Wanddicke kein Loslassen oder Lecken auftritt und an der Wanddicke keine harte Zone auftritt. Die Produktionspraxis zeigt, dass Sr, Ba, Ca und Si-FE die idealsten Inzuchtmittel sind, um die Festigkeit von Grauguss zu verbessern. Das Inzuchtmittel spielt die Rolle der Fäulnisschutzfähigkeit von Barium (Ba) und erhöht den Anteil an Graphit vom Typ A, insbesondere die starke Fähigkeit von Strontium (Sr), weiße Öffnung, Hilfsinzucht und osmotische Wirkung von Kalzium (Ca ) und Silizium (Si). Das Impfmittel dieser Art von Festigkeitskombination ist eine ideale Wahl für die Impfbehandlung von hochfestem Gusseisen.

5. Die Wirkung der tatsächlichen Produktion

Auf dem Guss wird ohne Weiß produziert, seine Zugfestigkeit mehr als HT250, Prüfstabhärte bis zu 190 ~ 230 HBW, Schalenkörperanatomie, Härte wird in 190 HBW kontrolliert, deutlich die Qualität des Gusskoeffizienten verbessern, im Ausland erreichtes Schalengießen Mikrostruktur, Perlit ist 85% ~ 90%, erfüllt die Anforderung an die Festigkeit des Getriebegehäuses, seine mechanische Leistung erreichte das Niveau ähnlicher Getriebegehäusematerialien für ausländische Modelle.

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