Under støbeproduktionsprocessen er nogle støbegods langt væk fra indløbets bund- og sideflader, og der vil opstå porer efter grovbearbejdning. Porerne er uregelmæssige cirkler med en diameter på ca. ∅3-6mm. Nogle huller har granulær eller pulveragtig slagge indeni. For at løse denne form for poredefekter anvender processen sædvanligvis metoder såsom flad lodret hældning, flad skrå hældning, indstilling af flere åbninger og ændring af overfladetørsandformen til tørsandform, men disse foranstaltninger kan stadig ikke eliminere denne form for defekter. Efter en lang periode med observation og analyse tror vi, at denne form for porer er forårsaget af lavkvalitets førstestrøms smeltet jern, der indeholder en stor mængde metalindeslutninger med lavt smeltepunkt, som reagerer med kulstof under størkning for at generere reaktive porer.
1. Grunden til, at det førstestrøms smeltede jern nemt forårsager porer i støbegods
Denne form for poredannelse har følgende egenskaber:
(1) Uanset om du bruger våd skimmel, tør overflade eller tør skimmel, vil denne form for porer fremkomme.
(2) Placeringen af porerne er langt væk fra indløbet og i bunden og siden af hældepositionen.
(3) Generelt kan porer findes efter grov bearbejdning, og porernes størrelse, form og farve er nogenlunde den samme.
Vi mener, at det skyldes, at det smeltede jern indeholder et stort antal metalindeslutninger med lavt smeltepunkt. Disse indeslutninger flyder til overfladen af det smeltede jern og flyder ind i hulrummet med det første smeltede jern under hældning. Derfor er viskositeten af den første strøm af smeltet jern høj, og fluiditeten er dårlig. Det er ikke let at flyde med den efterfølgende væskestrøm ind i hulrummet. Under størkning sker følgende reaktion:
FeO + C=Fe + CO↑
Derved dannes CO-gas. Da det resterende flydende metal er blevet tyktflydende på dette tidspunkt, og metallet nær formvæggen også har fået skorpe, kan CO-boblerne ikke undslippe jævnt, så der dannes CO-porer på bunden og siden af hældepositionen. Overfladen af denne pore er relativt glat og har en metallisk glans. En anden grund er, at S- og Mn-indholdet i ladningen er højt. S i det smeltede jern reagerer eksotermt med Mn i det smeltede jern i form af FeS:
FeS + Mn → Fe + MnS + varme
Når MnS-indholdet i slaggen er relativt højt, opløses MnS let i slaggen indeholdende FeO og MnO, hvilket reducerer slaggens smeltepunkt til under den eutektiske temperatur for støbejern. Under hældning vil det komme ind i formhulen med den første strøm af smeltet jern. Under størkning reagerer den første strøm af smeltet jern med slagger med den udfældede grafit og danner CO-gas, som med stor sandsynlighed danner porer. Granulær eller pulveragtig slagge kan ses inde i sådanne porer.
2. Foranstaltninger til løsning af poredefekter
(1) Minimer mængden af Mn tilsat ladningen uden at reducere styrken af støbejern.
(2) Hvis Mn-indholdet ikke kan reduceres, kan hældetemperaturen øges passende.
(3) Sæt en slaggepose for enden af løberen for at udlede den første strøm af smeltet jern.
(4) Sæt en slaggeopsamlingspose op i det døde hjørne af støbeformen for at tillade det smeltede jern med første strømning at komme ind i slaggeopsamlingsposen.
Vi har gjort nogle fremskridt med at forstå årsagerne til poredannelse og udforske løsninger. Kompleksiteten af støbeprocessen afgør dog, at der stadig er mange ubekendte, der venter på at blive udforsket på dette felt. Med den kontinuerlige udvikling af materialevidenskab og metallurgisk teknologi forventes det, at vi i fremtiden ved hjælp af mere avancerede detektionsmetoder, såsom in-situ realtidsovervågning af smeltet jernsammensætning og reaktionsproces, kan uddybe vores forståelse af sammenhængen mellem first-flow smeltet jern og poredannelse. Samtidig kan intelligent støbeudstyr og procesoptimeringsalgoritmer også bringe nye muligheder for fuldstændig at eliminere sådanne poredefekter, hvilket i høj grad vil fremme udviklingen af støbeindustrien mod høj kvalitet og høj effektivitet.