Stăpânirea producției de fonturi prin analiză termică - MetalBlog
Blogul experților în metalurgie
Analiza termică, un instrument valoros pentru o mai bună stăpânire a producției metalurgice de fontă și obținerea de răspunsuri rapide (chiar înainte de turnarea pieselor).
În turnătorii de fontă, spre deosebire de alte familii de materiale, stăpânirea compoziției chimice nu este suficientă pentru a garanta o bună sănătate internă a pieselor sau structura conformă a materialului. Caracteristicile obținute pe piese depind de condițiile de producție (compoziția patului de fuziune, conduita fuziunii, inoculare, tratament de sferoidizare). Analiza termică a fontelor este o tehnică atractivă care permite, prin înregistrarea și apoi interpretarea curbei de răcire a metalului lichid, să aibă acces în timp real la informații despre compoziția sa (Ceq,% carbon,% siliciu etc.), asupra solidificării sale (tendință la contracție, densitatea particulelor de grafit) și asupra caracteristicilor mecanice ale metalului solidificat (Rm, HB).
Istoric
Calificarea fierului lichid înainte de turnare (analiză termică, compoziție chimică, temperatură etc.) este esențială !
Influența compoziției chimice (în principal conținutul de carbon și siliciu) stă la baza principalei aplicații industriale a analizei termice (determinarea conținutului de carbon și siliciu al fontei lichide) care datează de aproape 50 de ani ... interes în prin urmare, această metodă de control nu este recentă.
Michel Hecht și Willy Van der Perre au fost printre precursorii acestei metode de analiză. Cu toate acestea, abia de la sfârșitul anilor '90 s-a dezvoltat industrial analiza termică, odată cu democratizarea resurselor IT și odată cu apariția software-ului de control al producției distribuit de mai mulți furnizori.
Principiul analizei termice
Analiza termică constă în înregistrarea curbei de răcire a fontei în timpul solidificării acesteia (într-o găleată mică ad hoc în nisip cu stabilire chimică) și în interpretarea acestei curbe pentru a deduce informații despre compoziția și caracteristicile sale, cum ar fi tendința. contracția sau morfologia particulelor de grafit.
Punctele singulare ale acestei curbe (și prima sa derivată) pot fi legate de un anumit fenomen metalurgic: solidificarea primului constituent (T Liquidus), solidificarea eutecticii (lungimea etapei eutectice), densitatea particulelor de grafit (supercooling și recalescență), sfârșitul solidificării (T Solidus)…. Diversele informații preluate din această curbă sunt apoi interpretate. Analiza termică oferă astfel acces în timp real la datele de fuziune (echivalent carbon,% C,% Si, indice de inoculare etc.) chiar înainte ca piesele să fie turnate și fără o examinare distructivă costisitoare.
Analiza termică convențională
Mai multe studii arată că analiza termică utilizată într-un mod „convențional”, adică fără asistența unui software specific de prelucrare a datelor, se dovedește a fi un instrument puternic pentru controlul calității metalurgice a fontei., Face posibilă urmărirea evoluției de această calitate în funcție de parametrii procesului, face posibilă detectarea unei anomalii în acest proces și permite luarea în considerare a corecțiilor și face posibilă compararea diferitelor produse de tratament între ele și, prin urmare, optimizarea consumului și a costurilor.
Această abordare convențională utilizează regresia simplă sau multiplă pe parametrii preluați din curba de analiză termică. Dispersiile se dovedesc a fi semnificative și o abordare statistică este astfel esențială pentru a asigura gradul de fiabilitate a informațiilor date de analiza termică, de la prelevarea probei de metal lichid până la prelucrarea curbei de temperatură.
În special, lanțul de măsurare trebuie să fie corect și repetabil. Acest punct este cu atât mai important cu cât factorii care influențează parametrii curbei de analiză termică sunt numeroși și uneori nu sunt controlați (prezența elementelor chimice reziduale, activitatea oxigenului etc.).
Sisteme de analiză termică expertă
Utilizarea unui software specific face posibilă exploatarea curbelor de analiză termică într-un mod diferit, utilizând concepte de inteligență artificială. Aceste software de analiză termică realizează auto-învățare din date reale: caracteristici microstructurale, analize spectrometrice, rezistență mecanică etc., introduse de utilizator ulterior.
Achiziționarea unei cantități mari de date în timpul unei faze de învățare face posibilă „calibrarea” modelelor teoretice la mediul specific fiecărei turnătorii. Această fază de învățare poate fi relativ lungă, dar este esențială pentru a beneficia de posibilitățile predictive ale dispozitivului.
Aceste software de analiză termică pentru turnătorie sunt comercializate - printre altele - de: