ステンレス鋼製調節弁鋳物の表面下ピンホールのメカニズムと防止

の生産において ステンレス鋼製コントロールバルブ鋳物 、 地下ピンホール 特に潜伏性の欠陥を表します。表面の多孔性とは異なり、これらの小さなボイドは鋳造肌のわずか 1 mm ～ 3 mm の深さに閉じ込められ、ショット ブラストまたは機械加工の段階まで目に見えないことがよくあります。これらの欠陥は、大幅なスクラップ率と無駄な加工時間につながるだけでなく、バ​​ルブ本体の圧力保持の完全性を損なうことにもなります。

地下ピンホールの形成メカニズム

の創造 地下ピンホール これは、溶融金属と金型壁の間の界面でのガスの発生と閉じ込めを伴う複雑な物理化学的プロセスです。

1. 酸化還元反応とガス発生 ステンレス鋼の溶解中に、特定の量の 酸素 そして 水素 必然的に溶解物に溶解します。高温の溶融金属が金型に注入されると、金属中の炭素などの微量元素が、金型表面の残留水分、結合剤、酸化物と反応し、 一酸化炭素 ガス。

2. 水素と窒素の沈殿 ステンレス鋼は、液体状態ではガスに対する高い溶解度を持っています。金属が金型壁から内側に向​​かって冷えて固まるにつれて、これらのガスの溶解度は急激に低下します。もし 水素 または 窒素 時間内に液体金属表面を通って逃げることができず、凝固最前線で「閉じ込められ」、表面直下に細かい針状または球状のピンホールが形成されます。

3. 金型材料からのガス発生 のために ステンレス鋼製コントロールバルブ鋳物 インベストメント鋳造によって製造される場合、 投資シェル 完全に焼成されていない場合、残留有機物や水分は溶鋼と接触すると瞬時に蒸発します。これにより背圧が発生し、部分的に凝固した金属シェルにガスが押し込まれます。

ピンホールの形成に影響を与える重要な要因

1. 溶解実習と原料管理 原材料の乾燥度は、初期のガス含有量に直接相関します。湿った装薬材料、錆びたスクラップ、または油性添加剤は、 水素 溶融物中のレベル。さらに、脱酸剤の不適切なタイミングまたは投与量は、溶融金属に過剰な脱酸剤を残す可能性があります。 酸素 レベル。

2. 注湯温度 過度に高い 注湯温度 金属と金型の間の界面反応が強化され、ガス量が増加します。逆に、温度が低すぎると金属の粘度が増加し、既存の気泡が抵抗を克服して凝固が起こる前に表面に浮くことが困難になります。

3. シェルの透過性 の 透過性 金型シェルの形状が、ガスが逃げられるかどうかの決定的な要因となります。シェルが緻密すぎる場合、またはスラリー中の耐火性粉末の比率が不適切な場合、界面で発生したガスは逃げ道を失い、鋳物の内部に押し込まれます。

対象を絞った予防措置

表面品質を確保するには ステンレス鋼製コントロールバルブ鋳物 、 a rigorous process control system must be established across several dimensions:

1. 厳格な雰囲気と脱酸素管理 装入材料の予熱: すべてのステンレス鋼のスクラップおよび合金は、水分、油、錆を除去するために乾燥する必要があります。 真空脱気： 可能であれば、製造業者は真空誘導溶解 (VIM) を利用して、最小限の熱処理を最小限に抑える必要があります。 水素 そして 窒素 内容。 複雑な脱酸素: アルミニウムやカルシウム - シリコンなどの複合脱酸剤を利用して、注ぐ前に溶融物が完全に脱酸素されていることを確認します。

2. 砲弾の発射と通気の最適化 徹底的な射撃： シェルの焼成温度と焼成時間を上げて (通常は 900°C ～ 1100°C)、有機結合剤が完全に炭化して除去されるようにします。 通気チャネル: バルブ本体フランジなどのピンホールが発生しやすい領域には、特定の通気口を設計するか、高透過性の裏当て材を使用します。

3. 精密注入パラメータ 定温注湯： 最適な値を設定する 注湯温度 バルブ鋳造の壁の厚さに基づいて範囲を設定し、金型充填時の乱流を低減します。 急速注入: 鋳型シェルを損傷することなく、注湯速度をわずかに速くすることで、静的な金属圧力を利用してガスの侵入を抑制します。

4. 界面安定剤の使用 金型コーティングの一次層に適切な安定剤を添加すると、溶融金属とシェルの間の化学反応を効果的に抑制し、火災の引き金を減らすことができます。 地下ピンホール .

品質検査と継続的改善

標準的な目視検査では、多くの場合、次のような症状に対して効果がありません。 地下ピンホール 。ファウンドリは実装する必要があります 磁粉試験（MT） または high-sensitivity 放射線検査 (RT) 。時間の経過に伴う欠陥の分布パターンを分析することで、メーカーは欠陥の分布パターンを改善することができます。 ゲートシステムの設計 、 which is the only sustainable way to increase the yield of high-quality stainless steel valve castings.