Mida teeb inokulant sularauas
Inokulant on materjal, mis lisatakse sularauale vahetult enne valamist, et kontrollida tahkestumise struktuuri. Halli raua puhul soodustab inokuleerimine grafiidi moodustumist ja hoiab ära kõvade ja rabedate karbiidstruktuuride teket, mida nimetatakse külmaks. Ilma inokuleerimiseta jahtuvad valu õhukesed osad kiiresti ja kipuvad moodustama karbiide, mida on raske töödelda ja mis vähendab elastsust. Inokulant toimib, varustades sulatis tuuma tekitavaid osakesi, millele grafiit võib kasvada, nii et raud tahkub jämedate helveste ja karbiidide asemel peene ja ühtlaselt jaotunud grafiidiga.
Sama mehhanism parandab kõrgtugevat malmi, kus inokuleerimine suurendab grafiidisõlmede arvu ning vähendab karbiidide ja plahvatanud grafiidi ohtu. Mõlemal juhul on eesmärgiks hästi tuumastatud sulatis, mis on endiselt aktiivne, kui metall siseneb vormi.
Miks pookimine tuhmub
Inokuleerimisel on tõsine praktiline probleem: selle mõju kaob aja jooksul. Tuuma moodustavad osakesed lahustuvad või muutuvad mitteaktiivseks sularaua hoidmisel, mistõttu on toime kõige tugevam kohe pärast lisamist ja nõrgeneb järgmiste minutite jooksul. Tavalises valukojas võib mõju märgatavalt nõrgeneda 5–10 minuti jooksul pärast hoidmist ja 20–30 minuti pärast võib suur osa sellest kaduda. Kui sulatit hoitakse enne valamist liiga kaua, ilmnevad valandil samad vead, nagu poleks inokulanti üldse lisatud.
Pleekimist halvendavad kõrge säilitustemperatuur, pikk transpordimaa puhastusjaamast vormini ja hilised lisandid, mis ei jõua korralikult lahustuda. Seetõttu kontrollivad valukojad väga hoolikalt aega nakatamise ja valamise vahel ning töötati välja pikaajalise toimega inokulandid.
Kuidas baarium ja strontsium pikendavad mõju
Pikatoimeline inokulant on loodud pleekimise vastu, lisades elemente, mis aeglustavad tuuma moodustumise kadumist. Neist olulisemad on baarium ja strontsium. Baarium tugevdab ränirikaste osakeste tuumamisvõimet ja aeglustab nende lahustumist sulatis, mistõttu töötavad räni baariumi inokulandid kauem. Strontsium on eriti tõhus halli raua õhukeste osade jaheduse vähendamisel ja seda kombineeritakse sageli baariumiga kvaliteetsetes inokulantides.
Kaltsium ja alumiinium on väikestes kogustes ka enamikes kaubanduslikes inokulantides, kus need aitavad kontrollida reaktsiooni ja tõhusate tuumade moodustumist. Tüüpiline pikatoimeline inokulant sisaldab 70–75 protsenti räni, 2–6 protsenti baariumi, 0,5–2 protsenti strontsiumi, 0,5–2,5 protsenti kaltsiumi ja 0,5–2 protsenti alumiiniumi, ülejäänud osa on rauda. Kõrgtugevas malmis kasutatakse haruldasi muldmetallide kandvaid inokulante, kus tseerium ja lantaan aitavad neutraliseerida jääkelemente, mis segavad sõlmede teket.
Hinded, lisamismäärad ja valupraktika
Pika toimeajaga inokulande tarnitakse mitmel kujul, sealhulgas tükkidena, granuleeritud ja peene pulbrina, ning vorm on sobitatud lisamismeetodiga. Hallituse ja vooga inokuleerimisel kasutage peeneid sorte, vahukulbiga lisamisel aga jämedamaid sorte. Tüüpilised lisamismäärad on 0,1–0,5 protsenti sularaua massist, kusjuures täpne määr sõltub alusrauast, väävlisisaldusest ja valandi ristlõike paksusest.
Inokulandi tõhusust kontrollitakse tavaliselt jahutussügavuse mõõtmise teel kiilukatses ja grafiidi struktuuri uurimisega mikroskoobi all. Kuna inokuleerimise mõju alati nõrgeneb, tuleb katse teha prooviga, mis valatakse tootmisvaluga samal ajal. Valukoda, mis valab suuri vorme aeglaselt või hoiab rauda ülekandekulbis, saab pika toimeajaga kvaliteedist kõige rohkem kasu. Inokulante tarnitakse vastavalt kliendi spetsifikatsiooni keemilistele nõuetele ning tarnija tõendab iga partii räni, baariumi, strontsiumi, kaltsiumi ja alumiiniumi sisaldust.
Korduma kippuvad küsimused
K: Mis on pikatoimeline inokulant?
Pikatoimeline inokuland on ränipõhine inokuland, mis sisaldab baariumi, strontsiumi või mõlemat, nii et selle grafiidist tuuma tekitav toime säilib sulas rauas kauem kui tavalisel ferrosiliitsil.
K: Kui kaua püsib pikatoimeline inokulant tõhusana?
Toime sõltub raua temperatuurist, väävlisisaldusest ja säilitusajast. Tavalistes valutöötingimustes võib see siiski olla kasulik 15–30 minutit pärast lisamist, samas kui tavaline ferrosilikoon võib kaotada suure osa oma mõjust 5–10 minuti jooksul.
K: Mis vahe on baariumi ja strontsiumi inokulantidel?
Baarium on tugevam pleekimisvastane element ja sobib kõrgemale temperatuurile ja pikemaks hoidmistingimusteks. Strontsium takistab eriti hästi õhukeste osade jahtumist ja seda valitakse sageli siis, kui pinnaviimistlus ja töödeldavus on olulised.
K: Kui palju pikatoimelist inokulanti tuleks lisada?
Tüüpilised määrad on 0,1 kuni 0,5 massiprotsenti sularauast. Õige kiirus määratakse pigem proovivalamise ja jahutuskiilu testiga, mitte ühe fikseeritud reegliga.
K: Kas pikatoimeline inokulant võib asendada hilise inokulatsiooni?
See vähendab väga hilise lisamise vajadust, kuid need kaks praktikat töötavad kõige paremini koos. Pikatoimeline kvaliteet hoiab sulat hoidmise ajal tuumadena ja väike hiline või voolus olev lisamine taastab efekti vahetult enne metalli sisenemist vormi.
