Krystalizator jest rdzeniem maszyny do ciągłego odlewania. Jest to urządzenie, które wtryskuje do niego roztopioną stal, a po ostudzeniu zewnętrzna warstwa roztopionej stali tworzy ciągłą twardą skorupę, tworząc odlany wlewek, który odlany wlewek jest stopniowo wyciągany. Miedziane płytki w krystalizatorze są podatne na pęknięcia termiczne, zużycie i korozję ze względu na warunki pracy, w których są używane. Poprawa twardości w wysokiej temperaturze, odporności na zużycie i zmęczenia cieplnego oraz wydłużenie żywotności powierzchni miedzianej płyty krystalizatora jest niezwykle ważnym tematem badań w obecnym przemyśle metalurgicznym.

Tło krystalizatora miedziorytu

Krystalizator jest rdzeniem maszyny do ciągłego odlewania. Jest to urządzenie, które wtryskuje do niego roztopioną stal, a po ostudzeniu zewnętrzna warstwa roztopionej stali tworzy ciągłą twardą skorupę, tworząc odlany wlewek, który odlany wlewek jest stopniowo wyciągany. Miedziane płytki w krystalizatorze są podatne na pęknięcia termiczne, zużycie i korozję ze względu na warunki pracy, w których są używane. Poprawa twardości w wysokiej temperaturze, odporności na zużycie i zmęczenia cieplnego oraz wydłużenie żywotności powierzchni miedzianej płyty krystalizatora jest niezwykle ważnym tematem badań w obecnym przemyśle metalurgicznym.

Obecnie duże krajowe huty stali i instytucje badawcze przygotowują odporne na zużycie powłoki na powierzchni miedzianych płyt form za pomocą metod obróbki powierzchni, takich jak galwanizacja i natryskiwanie cieplne, w celu poprawy ich odporności na zużycie. Chociaż te metody procesu są stosunkowo tanie, powłoka i podłoże są zespolone mechanicznie, siła wiązania jest słaba, grubość powłoki jest ograniczona, a podczas użytkowania podatne są na uszkodzenia, takie jak łuszczenie się i pęknięcia, a wzmocnienie powierzchni efekt nie jest idealny. Technologię napawania laserowego można zastosować do przygotowania odpornej na zużycie powłoki, która jest metalurgicznie połączona z płytą miedzianą. Powłoka ma dużą siłę wiązania, kontrolowaną grubość powłoki, dłuższą żywotność i brak zanieczyszczeń dla środowiska. Dlatego do krystalizacji powłoki wykorzystuje się technologię napawania laserowego. Wzmocnienie powierzchni płyt miedzianych ma dobre zalety.

Proces napawania laserowego

1. Trudności techniczne

• Miedź ma doskonałą przewodność cieplną i trudno jest utworzyć jeziorko stopionego materiału, niezależnie od tego, czy jest to zwykłe spawanie, czy napawanie laserowe.
• Materiały miedziane, zwłaszcza materiały z czerwonej miedzi, silnie odbijają lasery, a współczynnik odbicia przekracza 80% dla laserów o ogólnych długościach fal.
• Materiały powłokowe trudno w pełni spełnić wymagania techniczne dotyczące obróbki blachy miedzianej.
• Kontrola pęknięć powłoki jest trudna.

Proszek okładzinowy to HR-Ni-S14 (Ni60), a składniki przedstawiono w tabeli 1.

Płyta miedziana: płyta miedziano-chromowo-cyrkonowa.

Wyposażenie: sprzęt z laserem światłowodowym, dysza trzypunktowa, plamka 3-5 mm, stopień wykorzystania proszku 65-75%.

Parametry procesu przedstawiono w tabeli 3.

2. Wyniki testu

1) Formowanie powierzchni:
Okładanie odbywa się na płycie miedzianej, a efekt formowania płaszcza pokazano na rysunku 3.27. Powierzchnia okładziny jest dobrze uformowana i płaska, z niewielkimi wahaniami, bez wyraźnych plam proszkowych i dobrą zwilżalnością, a na kolorowej powierzchni wykrywania wad nie ma żadnych defektów, takich jak pęknięcia.

2) Badanie metalograficzne:
Po nałożeniu należy wyciąć próbkę o długości 25 mm w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku napawania w celu przeprowadzenia badań metalograficznych, jak pokazano na rysunku 3.28. Z obserwacji makroskopowych wynika, że ​​pofałdowania powierzchni są niewielkie, warstwa okładziny ma pewną grubość, granica okładziny jest stosunkowo przejrzysta i pofalowana, a głębokość penetracji jest duża, co świadczy o metalurgicznym połączeniu warstwy okładziny i blachy miedzianej. . Z obserwacji mikroskopowych wynika, że ​​warstwa okładzinowa jest dobrze połączona z materiałem bazowym, a granica międzyfazowa jest rozmyta. Obydwa materiały są w pewnym stopniu zatopione i stopione ze sobą, co stanowi dobrą kombinację metalurgiczną. Warstwa okładziny jest zwarta i pozbawiona wad, o grubości 0.5-0.7mm.

3) Testowanie mikrotwardości:
Do pomiaru twardości materiału bazowego i warstwy okładzinowej należy użyć twardościomierza Vickersa z obciążeniem 0.2 kg, jak pokazano na rysunku 3.10. Badanych jest łącznie 8 punktów, od materiału podstawowego po strefę wpływu ciepła i warstwę okładziny. Wyniki testu przedstawiono w tabeli 4.

4) Test szoku termicznego

Test szoku termicznego przeprowadzono zgodnie z normą krajową GB/T 5270-2005/ISO2819:1980 i w teście zastosowano dwie metody chłodzenia. Pierwsza metoda polega na podgrzaniu jej do temperatury 250°C i pozostawieniu na 10 minut, następnie stronę próbki bez warstwy okładziny zanurzamy w wodzie, ale nie do warstwy okładziny, czekamy aż całkowicie wystygnie do temperatury wody, następnie wyjmij i podgrzej, powtórz w sumie 10 razy. Po zakończeniu przeprowadzana jest inna metoda chłodzenia. Różnica w stosunku do poprzednich 10 razy polega na tym, że po podgrzaniu próbki całą próbkę łącznie z warstwą okładzinową zanurza się w wodzie i hartuje. Po zakończeniu stosuje się metodę wykrywania wad kolorystycznych, aby wykryć, czy na powierzchni nie występują pęknięcia.

Wyniki wykrywania wad są dobre, bez pęknięć, łuszczenia się i innych wad.

3. Aplikacja

Zastosowanie technologii napawania laserowego do wytwarzania odpornych na zużycie powłok miedzianych płyt krystalizatorów jest nową technologią wzmacniania. W porównaniu z innymi metodami wzmacniania ma ogromne zalety w zakresie wydajności powłoki, żywotności, ochrony środowiska, warunków procesu, doboru materiału itp. Może w dużym stopniu poprawić właściwości powierzchni formy i osiągnąć cel, jakim jest poprawa jakości kęsy do ciągłego odlewania, wydłużające żywotność formy i zmniejszające koszty produkcji.