Cristalizatorul este miezul mașinii de turnare continuă. Este un dispozitiv care injectează oțel topit în el, iar după răcire, stratul exterior al oțelului topit formează o înveliș dur continuu pentru a forma o placă turnată, iar placa turnată este scoasă treptat. Plăcile de cupru din cristalizator sunt predispuse la fisuri termice, uzură și coroziune din cauza condițiilor de lucru în care sunt utilizate. Îmbunătățirea durității la temperatură înaltă, a rezistenței la uzură și a rezistenței la oboseală termică și extinderea duratei de viață a suprafeței plăcii de cupru a cristalizatorului este un subiect de cercetare extrem de important în industria metalurgică actuală.

Fundal de cristalizator din cupru

Cristalizatorul este miezul mașinii de turnare continuă. Este un dispozitiv care injectează oțel topit în el, iar după răcire, stratul exterior al oțelului topit formează o înveliș dur continuu pentru a forma o placă turnată, iar placa turnată este scoasă treptat. Plăcile de cupru din cristalizator sunt predispuse la fisuri termice, uzură și coroziune din cauza condițiilor de lucru în care sunt utilizate. Îmbunătățirea durității la temperatură înaltă, a rezistenței la uzură și a rezistenței la oboseală termică și extinderea duratei de viață a suprafeței plăcii de cupru a cristalizatorului este un subiect de cercetare extrem de important în industria metalurgică actuală.

În prezent, marile fabrici de oțel intern și instituțiile de cercetare pregătesc acoperiri rezistente la uzură pe suprafața plăcilor de cupru de matriță prin metode de tratare a suprafeței, cum ar fi galvanizarea și pulverizarea termică, pentru a le îmbunătăți rezistența la uzură. Deși aceste metode de proces sunt relativ ieftine, acoperirea și substratul sunt lipite mecanic, forța de lipire este slabă, grosimea acoperirii este limitată, iar defecte precum decojirea și fisurile sunt predispuse să apară în timpul utilizării și întărirea suprafeței. efectul nu este ideal. Tehnologia de placare cu laser poate fi utilizată pentru a pregăti o acoperire rezistentă la uzură care este lipită metalurgic cu placa de cupru. Acoperirea are o forță de lipire puternică, o grosime controlabilă a stratului, o durată de viață mai lungă și nu poluează mediul. Prin urmare, tehnologia de placare cu laser este utilizată pentru a cristaliza acoperirea. Întărirea suprafeței plăcilor de cupru are beneficii bune.

Proces de placare cu laser

1. Dificultăți tehnice

• Cuprul are o conductivitate termică excelentă și este dificil să se formeze un bazin topit, indiferent dacă este vorba de sudare obișnuită sau placare cu laser.
• Materialele de cupru, în special materialele de cupru roșu, sunt foarte reflectorizante pentru lasere, cu o reflectivitate de peste 80% pentru laserele cu lungimi de undă generale.
• Materialele de acoperire sunt dificil de îndeplinit pe deplin cerințele tehnice pentru prelucrarea plăcilor de cupru.
• Controlul fisurilor acoperirii este dificil.

Pulberea de acoperire este HR-Ni-S14 (Ni60), iar ingredientele sunt prezentate în Tabelul 1.

Placă de cupru: placă de cupru crom zirconiu.

Echipament: echipament laser cu fibră, duză în trei puncte, spot 3-5mm, rata de utilizare a pulberii 65-75%.

Parametrii procesului sunt prezentați în tabelul 3.

2. Rezultatele testelor

1) Formarea suprafeței:
Placarea se realizează pe placa de cupru, iar efectul de formare a placajului este prezentat în Figura 3.27. Suprafața de placare este bine formată și plană, cu mici fluctuații, fără pete evidente de pulbere și umectabilitate bună și nu există defecte precum fisuri pe suprafața de detectare a defectelor colorate.

2) Examinarea metalografică:
După placare, tăiați o probă lungă de 25 mm pe un plan perpendicular pe direcția de placare pentru examinarea metalografică, așa cum se arată în Figura 3.28. Dintr-o observație macroscopică, ondulațiile suprafeței sunt mici, stratul de placare are o anumită grosime, interfața de placare este relativ clară și ondulată, iar adâncimea de penetrare este prezentă, ceea ce este o dovadă a combinației metalurgice a stratului de placare și placa de cupru. . Din observarea microscopică, stratul de placare este bine combinat cu materialul de bază, iar interfața este neclară. Cele două materiale sunt încorporate și topite unul în celălalt într-o anumită măsură, ceea ce este o combinație metalurgică bună. Stratul de placare este dens și fără defecte, cu o grosime de 0.5-0.7 mm.

3) Testarea microdurității:
Utilizați un tester de duritate Vickers cu o sarcină de 0.2 kg pentru a detecta duritatea materialului de bază și a stratului de placare, așa cum se arată în Figura 3.10. Un total de 8 puncte sunt testate de la materialul de bază până la zona afectată de căldură și stratul de placare. Rezultatele testului sunt prezentate în tabelul 4.

4) Test de șoc termic

Testul de șoc termic a fost efectuat conform standardului național GB/T 5270-2005/ISO2819:1980, iar în test au fost utilizate două metode de răcire. Prima metodă este să o încălziți la 250°C și să o păstrați timp de 10 minute, apoi să scufundați partea laterală a probei fără stratul de placare în apă, dar nu la stratul de placare, așteptați până când este complet răcit la temperatura apei, apoi se scoate si se reincalzeste, se repeta de 10 ori in total. După finalizare, se efectuează o altă metodă de răcire. Diferența față de cele 10 ori anterioare este că, după ce proba este încălzită, întreaga probă, inclusiv stratul de placare, este scufundată în apă și stinsă. După finalizare, metoda de detectare a defectelor de colorare este utilizată pentru a detecta dacă există crăpături pe suprafață.

Rezultatele detectării defectelor sunt bune, fără fisuri, exfoliere și alte defecte.

3. Cerere

Utilizarea tehnologiei de placare cu laser pentru a produce acoperiri rezistente la uzură pentru plăcile de cupru cristalizatoare este o tehnologie de întărire emergentă. În comparație cu alte metode de întărire, are avantaje mari în performanța acoperirii, durata de viață, protecția mediului, condițiile procesului, selecția materialului etc. Poate îmbunătăți proprietățile suprafeței matriței într-o mare măsură și poate atinge scopul de a îmbunătăți calitatea turnare continuă a taglelor, prelungind durata de viață a matriței și reducând costurile de producție.