Martensiteのステンレス钢の远心鋳造管を作るプロセス

マルテンサイト系ステンレス鋼遠心鋳造管の製造には、材料選択、鋳造パラメータ、および鋳造後の熱処理を注意深く制御する必要があります。 マルテンサイト系ステンレス鋼は、その高い強度、硬度、および耐摩耗性で知られていますが、鋳造中の熱応力および亀裂に対してより敏感です。 以下は、高品質のマルテンサイト系ステンレス鋼遠心鋳造管を製造するための提案されたプロセスです。

1.材料の選択

合金组成

・マルテンサイト系ステンレススチール (例えば、AISI 410、420、440C):

硬度のための高い炭素含有量 (通常0.08% から1.2%)。

耐食性のためのクロム (12-18%)。

低レベルのニッケルとモリブデン。

・考慮事項:

目的の機械的特性 (硬度、靭性、耐摩耗性など) に基づいて、適切な組成のマルテンサイト合金を選択します。

合金が遠心鋳造、特に冷却中の流動性と収縮挙動に適していることを確認してください。

2.カビの準備

金型デザイン

・素材: 鋳鉄やスチールなどの高品質で耐熱性のある素材で作られた金型を使用します。

・コーティング: 耐火物またはセラミックコーティングを金型に塗布して、滑らかな金属の流れを確保し、固着を減らし、熱衝撃を最小限に抑えます。

・予熱: 溶融金属が注がれたときの熱衝撃を防ぐために金型を予熱します。 マルテンサイト系ステンレス鋼の場合、約200〜300 °Cに予熱するのが一般的です。

金型形状

・金型設計が鋳造チューブの直径の違いに対応していることを確認します (必要な場合)。

・ひび割れにつながる可能性のある高応力の領域を防ぐために、直径が滑らかに移行する型を設計します。

3.溶けることおよび注ぐこと

合金を溶かす

・炉タイプ: 誘導炉または電気アーク炉を使用して、マルテンサイト系ステンレス鋼を溶かします。

・温度制御: マルテンサイト系ステンレス鋼の溶融温度は、通常、合金に応じて1600 °Cから1700 °Cの範囲です。

・脱気: 脱気を実行して、多孔性などの欠陥につながる可能性のある溶解ガス (水素や窒素など) を除去します。

・合金化: 分光法を使用して化学組成を確認し、目的の仕様を満たしていることを確認します。

注ぐプロセス

・乱流を避けるために、溶融金属を回転型に注意深く注ぎます。

・注ぎ温度: 適切な流動性を実現し、収縮の欠陥を最小限に抑えるために、注ぎ温度を1550 °Cから1600 °Cの範囲に維持します。

・金型回転: 金型の回転速度を制御して、溶融金属の均一な分布のために遠心力を最適化します。

4.遠心鋳造プロセス

金型の回転速度

・チューブの直径と長さに基づいて回転速度を調整します。

均一な壁厚を確保するために、より小さな直径のチューブのより高い回転速度。

直径が大きいほど回転速度が遅くなり、適切な充填が保証され、欠陥のリスクが軽減されます。

・典型的な速度範囲: チューブの寸法と鋳造要件に応じて、50〜200 RPM。

金属分布

・金型の回転によって発生する遠心力が溶融金属を外側に押し出し、最初にチューブの外壁を形成します。 より密度の高い領域が最初に固化し (外壁) 、内側のコアが最後に固化します。

・キャスティングチューブの厚さが全体に均一であることを確認します。

冷却

・制御冷却: 熱衝撃やひび割れを避けるために、鋳造物を徐々に冷却します。 急速な冷却は、マルテンサイト系ステンレス鋼のマイクロクラッキングにつながる可能性があります。

・冷却速度を調整するために、金型の壁に沿って外部から制御された水または空気冷却を使用します。

・内部応力を低減するために、壁の厚いセクションの冷却速度を遅くします。

5.ポスト鋳造の熱処理

ストレス解消アニーリング

・目的: 歪みやひび割れを防ぐために、鋳造プロセスからの残留応力を取り除きます。

・プロセス:

キャスティングを600〜650 ℃ に加熱し、その温度で数時間保持します。

ゆっくりと室温にキャスティングを冷却します。

このステップは、遠心鋳造プロセス中に生じる内部応力を減少させるのに役立つ。

硬化 (マルテンサイト層)

・目的: 微細構造をマルテンサイトに変換することにより、望ましい硬度と機械的特性を達成します。

・プロセス:

鋳造物を900〜1000 ℃ に加熱する。

水または油で急速に冷却 (クエンチ) して、マルテンサイト構造を形成します。

注: 冷却速度は割れることを避けるために、特に厚い壁の管のために制御されなければなりません。

テンパリング

・目的: TOもろさを減らし、硬度と靭性の必要な組み合わせを達成します。

・プロセス:

焼入れ後、必要な硬度に応じて、鋳造物を150〜600 °Cに加熱して焼き戻します。

目標温度で1〜2時間保持し、次いで室温に冷却する。

焼戻しプロセスは、良好な耐摩耗性を維持しながら、硬度を変更し、靭性を向上させます。

6.加工と仕上げ

・目的: 正確な寸法公差と滑らかな表面仕上げを達成します。

・ステップ:

1.CNC旋盤を使用して外径と内径を機械化します。

2.(直径が異なる場合) 2つの端の間で同心性が維持されるようにします。

3.表面の欠陥や酸化を除去するために研削または研磨によってチューブを仕上げます。

7.品质管理および点検

非破壊的なテスト (NDT)

・超音波検査またはX線撮影を使用して、不適切な冷却または溶融金属の問題から発生する可能性のある多孔性または亀裂などの内部欠陥をチェックします。

・表面欠陥の目視検査を行います。

次元の点検

・チューブが仕様を満たしていることを確認するために、内径と外径、壁厚、および全長を測定します。

・正確な寸法分析にはCMM (座標測定機) を使用します。

機械テスト

・引張試験、硬度試験 (ロックウェルまたはビッカースなど) 、および衝撃試験を実施して、機械的特性を検証します。

・微細構造 (金属細分法を使用) をチェックして、マルテンサイト構造が均一であり、焼き戻しが効果的に行われていることを確認します。

8.最終検査と配送

・最終製品の表面仕上げ、寸法精度、および機械的特性を検査します。

・製品にラベルを付けて出荷準備し、顧客の仕様と業界標準を満たしていることを確認します。

Martensiticステンレス钢の遠心鋳造管のための主要なパラメータの概要