製品導入

GS400-12 ロストワックス精密鋳造による球状黒鉛鋳鉄の球状黒鉛化法

球状黒鉛は、球状化および接種処理によって得られ、マトリックス上の黒鉛の分裂効果を低減し、鋳鉄の機械的性質を効果的に向上させ、高い可塑性、靭性、強度を獲得します。ダクタイル鋳鉄は、1950年代に開発された一種の高強度鋳鉄材料であり、その総合性能は鋼に近く、その優れた性能に基づいて、いくつかの複雑な力、強度、靭性、耐摩耗性要件の高い部品にうまく適用されています。ダクタイル鋳鉄は、ねずみ鋳鉄に次ぐ鋳鉄材料に急速に発展し、広く使用されています。人々はダクタイル鋳鉄の特性に対してますます高い要求を持っています。ダクタイル鋳鉄の製造では、さまざまな球状化処理方法が採用されていますが、これらの球状化処理方法には長所と短所があり、企業のエンジニアは実際の生産状況に応じてアプリケーションを合理的に選択する必要があります。

圧力プラスマグネシウム法

マグネシウムの沸点（1107度）は低く、液体鉄に溶解しにくく、球状化中に液体鉄の温度が1500度に達することがあるため、マグネシウムは液体鉄の中で激しく反応しやすく、その結果、吸収率が低くなります。マグネシウムの周りの媒体の圧力が増加すると、マグネシウムの沸点もそれに応じて上昇し、マグネシウムの燃焼損失が減少し、マグネシウムの吸収率が上昇します。この原理に基づいて、圧力プラスマグネシウム法が開発されました。圧力構築の方法の違いにより、外圧式と自作圧力式の2種類の圧力プラスマグネシウム法に分けられます。外圧の初期の使用は、液体鉄で満たされた処理パッケージを密閉された圧力タンク内に配置し、空気または窒素を圧縮して必要な圧力を構築することでした。 もう 1 つは、マグネシウム蒸気を使用して液体鉄パケットに圧力をかける方法です。後者は、密封された液体鉄パケットに純マグネシウムを追加することです。液体鉄パケット内のマグネシウムはすぐに大量のマグネシウム蒸気を生成し、蒸気は液体鉄の一部に鉄を吸収し、他の部分は逃げて、パケット内の空間に液体鉄の温度に対応する飽和蒸気圧をすばやく確立します。その後、マグネシウムは沸騰して蒸発して失われなくなります。圧力プラスマグネシウム法の利点は、純マグネシウムの塊状化処理を使用し、マグネシウムの吸収率が高く、最大 70% ～ 80% であり、処理プロセスで煙が出ず、作業環境が良好であることです。欠点は、処理設備の要件とコストが高いことです。操作が複雑で厳格です。処理時間が長く、鉄液がより冷却されます。球状化の過程で圧力が高く、産業事故が発生しやすいです。

プランジャー法

スラスト法は、国内外で最も広く使用されている球状化処理方法です。使用される処理パッケージは通常、堤防球状化パッケージです。液体鉄とマグネシウムの反応の強度とマグネシウム蒸気の蒸発速度を下げるために、注入法では通常、マグネシウム含有量の低い合金球状化剤を使用します。球状化処理では、まず球状化剤を堤防の片側に充填し、それをフェロシリコン合金で覆い、軽く締め付けてから、錆びない鉄粉、鋼板、またはその他の被覆剤で覆います。球状化するときは、液体鉄を液体鉄パケットの反対側にできるだけ流し込む必要があります。マグネシウム注入の吸収率は通常30％〜50％です。球状化効果を高めるために、処理パッケージの高さと直径の比率を高めることができます。低マグネシウム合金球状化剤を使用。液体鉄の温度と被覆量に適しています。 パンチング法の利点は、処理方法と設備が簡単で、操作が簡単で、生産の柔軟性が高く、必要な技術内容も低いことですが、欠点は、球状化の過程でのマグネシウムの光と煤の汚染がより深刻であり、マグネシウムの吸収率が低いことです。

下請け方式

下請法は、ジョージフィッシャーが開発し特許を取得した球状化プロセスです。この方法は、純粋なマグネシウムを球状化剤として使用し、硫黄含有量の高い鉄液の処理に適しており、硫化マグネシウム、ケイ酸マグネシウムなどの不純物を鉄液からよりよく分離でき、マグネシウムと鉄液の反応はそれほど激しくなく、鉄液の冷却が少なく、使用が安全で、マグネシウムの吸収率は60％〜80％に達することができます。具体的なプロセスフローは、球状化処理の前に、下請け業者が最初に水平に横たわり、定量的な鉄液を注入し、次に球状化剤を反応室に追加し、閉鎖装置をロックし、カバーを覆います。このとき、鉄液は反応室の小さな穴を通って反応室に入ります。流量は、小さな穴の面積と鉄液バッグ内の静圧に関係しています。マグネシウムは加熱されると蒸発し、反応室にマグネシウム蒸気圧を形成します。 圧力が取鍋内の鉄の静水圧を超えると、溶融鉄が一時停止して入り込み、マグネシウムの気化潜熱により反応室の温度が下がります。蒸気圧も低下し、溶融鉄が再び反応室に入り、この自動調整により、マグネシウムと溶融鉄の反応が比較的スムーズに行われます。また、下請け工程の反応室の小穴は、溶融鉄や溶融スラグによって詰まりやすいため、小穴の清掃やサイズ維持が難しく、球状化工程で溶融鉄を連続的に処理することが困難です。

芯線供給方式

芯線供給法は、最初に製鉄業界で使用され、その後、鋳造業界に技術が拡大されました。現在、工業先進国では、ダクタイル鋳鉄の生産に一般的にワイヤ供給技術が使用されていますが、国内でのダクタイル鋳鉄の生産への技術の応用は遅れており、ダクタイル鋳鉄の生産では広く使用されておらず、推進段階にあります。ワイヤ供給法のダクタイル鋳鉄の生産への応用は、マグネシウムなどの合金元素でコーティングされた芯線を、球状化処理用の鉄液に直接挿入してダクタイル鋳鉄を製造するだけで、球状化プロセス全体を完全に自動化できます。一般的に使用される芯線の直径は、一般的に9mm、13mmで、内蔵の粉末合金には、一般的に25％〜30％のマグネシウムが含まれています。特別な必要がある場合は、一定量のRE、Ca、Baなどを添加して、鋳造品の性能を向上させます。 ワイヤフィーダーは、ワイヤ送り速度、ワイヤ送り長さ、ワイヤ送りモードなどのパラメータを設定できます。処理プロセス中、ワイヤフィーダーは、設定されたパラメータ構成に従って、伝達機構を介してコアワイヤをコーティングされた鉄液に連続的に挿入します。鉄液の高さによる圧力効果、カバーによって隔離された空気の有効流れ、および一定の速度でコアワイヤを鉄液に連続的に挿入することにより、マグネシウム蒸気の瞬間爆発を回避し、マグネシウム合金の安全な添加を保証するだけでなく、大量のマグネシウムの流出と燃焼損失を回避し、液体鉄へのマグネシウムの吸収率を向上させることができます。一般的に、合金芯線の性能と品質、および送り速度と送り量は、フィードヤーン球状化処理の成功を確実にするための重要な要素です。処理パッケージの形状、鉄液の温度、ストック液水の硫黄含有量、およびカバーの密閉も、球状化処理の効果に影響を与える重要な要素です。 コアフィードワイヤの球状化処理の利点は、脱硫・脱酸効果が良好で、冷却が少なく、原料鉄液の要件が緩和されることです。マグネシウムの吸収率が高く安定しており、残留マグネシウム含有量の変動範囲が小さいです。球状化処理中の粉塵やマグネシウム含有量が少なく、合金添加量を正確かつ自動的に制御できます。

クラッディング工法

コーティング法は英国鉄研究協会が発明し、海外ではダクタイル鋳鉄の製造に広く使用されています。球状化工程では、パンチング法と同じ方法で合金を添加し、処理袋の上にカバーをかぶせて周囲を密閉し、カバー内に鉄液を注入します。鉄液はカバー側面の鉄注入口から袋内に流入します（鉄液は合金スタックに直接向けないでください）。このようにして、外部のガスをパッケージから完全に隔離し、マグネシウムの酸化と燃焼を減らし、マグネシウムの吸収率（一般に60％〜65％以上）を向上させ、作業環境を改善します。球状化反応後、キャップを外します。球状化効果と注入口径の正しい選択には密接な関係があります。液体鉄の正しい注入口径は、カバー内に一定の高さの液体鉄を保つことを保証できます。 溶融鉄がキャップに完全に流入する時間は、球状化の時間と同じです。被覆法は、設備が簡単で操作が簡単という利点を保持するだけでなく、マグネシウムの酸化による燃焼損失が深刻で、吸収率が低く、結節剤の消費量が多く、作業環境が悪いなど、パンチング法の欠点も克服しています。長年、鋳造労働者は被覆法の利点を利用してダクタイル鋳鉄を生産しており、使用中の結節処理法の欠点を克服しようと常に努めています。被覆は持ち上げにくく、操作が難しい。キューポラから連続的に鉄を引き出す場合、溶融鉄の重量を正確に定量化することは困難です。継続的な改善を経て、球状化プロセスは広く推進され、応用されています。

イントラフロー方式

球状化剤は、注湯システム内の特別に設計された反応室に配置されます。注湯プロセス中、鉄液は反応室を流れ、球状化剤と反応して球状化処理を行います。球状化処理の安定性を確保し、燃焼損失を減らすために、反応室と注湯システムの寸法を厳密に計算する必要があります。一般的に、反応室はストレートランナーの下のクロスランナーにあります。マグネシウムの吸収率は高く、最大70％〜80％で、マグネシウムの光、煙、球状化の低下がなく、機械化された生産ラインに適しています。欠点は、液体鉄の温度、硫黄含有量、球状化剤の組成、球状化剤ブロックのサイズ、反応室のサイズ、ゲートシステムの設計に対する厳しい要件があり、これらの要素の微妙な変化が球状化剤の効果に変化を引き起こす可能性があることです。また、この方法はスラグ介在物が発生しやすいです。

中衛精密は以下のサービスを提供しています

検出システム

銅シリカゾル精密鋳造

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