Eccesso di inoculazione nelle ghise grige e sferoidali. Brescia, 22 Novembre 2014 Linda Mazzocco & Fiorenzo Santorini

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1 Eccesso di inoculazione nelle ghise grige e sferoidali Brescia, 22 Novembre 2014 Linda Mazzocco & Fiorenzo Santorini 1

2 Scopo della presentazione e temi trattati Difetti provocati da eccesso di precondizionamento e inoculazione Perché si crea l eccesso di nucleazione Come ci accorgiamo se la ghisa è troppo nucleata Parametri termici principali che ci aiutano a capire questo fenomeno Esempi di curve di raffreddamento Casting Designer Caso di ghisa sferoidale della fonderia Infun For presentato da Linda Mazzocco 2

3 Difetti da eccesso di inoculazione e precondizionamento Aumento del ritiro Aumento della porosità Movimento della solidificazione nel diagramma FeC 3

4 Perché si crea l eccesso di inoculazione Quantità aggiunta di inoculante/precondizionante è troppo elevata Accumulo di elementi attivi Carica più performante Migliore resa del trattamento Prodotti usati più performanti Peso staffa Siviere nuove/più pulite 4

5 Come ci accorgiamo se la ghisa è troppo inoculata? Con L analisi termica 5

6 Parametri termici indicatori I parametri termo chimici più importanti da guardare sono: Te min, temperatura Eutettica minima VPS, velocità di passaggio allo stato solido HEH, cruscotto che segnala la reale posizione nel diagramma FeC 6

7 7 Temperatura Eutettica minima TeMin: temperatura eutettica minima. Corrisponde al passaggio dello zero della derivata prima. Te min è direttamente proporzionale alla nucleazione

8 Temperatura Eutettica minima TeMin: Stabile? %Si e nucleazione TeMin Metastabile? TeMin %Cementite TEmin - Cementite relationship Indicative 60 values

9 Temperatura Eutettica minima Te min elevate, generalmente sopra i 1150 C, indicano un eccesso di nucleazione. In pratica la nucleazione e l accrescimento delle celle Eutettiche iniziano troppo presto, nella prima fase della solidificazione. Nella seconda fase della solidificazione, quando inizia la contrazione del liquido, gli alimentatori sono inattivi e l espansione grafitica, avendo cessato il suo effetto, non riesce a contrastare il ritiro. Te min 1152 Te min 1138

10 IL MOVIMENTO DEL PUNTO EUTETTICO 1145 C 1154 C 4,3 % Carbonio Equivalente

11 IL MOVIMENTO DEL PUNTO EUTETTICO Liquidus + Grafite 1154 C 4,2 % Carbonio Equivalente 4,3 % Carbonio Equivalente

12 12 Ghisa precondizionata, non inoculata T Liquidus Te Start Te Min Te max T Solidus VPS HEH 1151, , , , ,

13 13 Ghisa precondizionata, inoculata T Liquidus Te Start Te Min Te max T Solidus VPS HEH 1152, , , , ,

14 14 Effetto del precondizionamento nel tempo Dopo circa 6 mesi sono aumentati i ritiri e le porosità nei getti

15 15 Ghisa precondizionata, non inoculata T Liquidus Te Start Te Min Te max T Solidus VPS HEH 1154, , , ,5 1087,

16 16 Ghisa precondizionata, inoculata T Liquidus Te Start Te Min Te max T Solidus VPS HEH 1155, , , , ,

17 17 Confronto ghise precodizionata con e senza inoculazione finale T Liquidus Te Start Te Min Te max T Solidus VPS HEH Non inoculata 1154, , , ,5 1087, Inoculata 1152, , , , ,

18 18 Confronto ghise precondionate ed inoculate T Liquidus Te Start Te Min Te max T Solidus VPS HEH Dopo 6 mesi 1155, , , , , inizio 1152, , , , ,

19 Casting Designer Perché differenziare ogni getto? Esempi: Spessori differenti Richieste specifiche del cliente Geometria differente tempo di solidificazione diverso Proprietà meccaniche diverse Difetti differenti Diverse sono le fasi che precipitano Aggiunte delle Ferro leghe diverse Controlli qualità diversi Necessità di trattare separatamente ogni getto

20 Casting Designer: proprietà del getto Informazioni relative al getto Proprietà standard della lega Specifiche del getto

21 21 Casting Designer: proprietà del getto Casting Designer dove ogni getto è schedato in base al peso, modulo, spessori, tipo di ghisa, etc. Il software di analisi termica associa una curva ideale che confronta con quella reale del getto e avviene una sorta di auto calibrazione sulla base del feedback del controllo qualità. Se per esempio un getto con spessori contenuti è stato colato, per errore, con la ghisa iper anziché Eutettica, e il reparto Quality check non ha riscontrato nessuna anomalia quali galleggiamenti di grafite o proprietà meccaniche fuori norma, il sistema si auto calibra permettendo anche in futuro di colare quel getto con la ghisa leggermente iper Eutettica.

22 22 ECCESSO DI INOCULAZIONE DELLE GHISE SFEROIDALI Linda Mazzocco Università degli Studi di Ferrara (Tirocinante presso Infun For Spa)

23 INFUN FOR S.p.A. E leader in Europa nella produzione di parti meccaniche e componenti di alta qualità e sicurezza per l industria delle Automotive, in particolare: Componenti per motori; Impianti frenanti; Sistemi di sospensione e trasmissione.

24 INFUN FOR S.p.A. Lo stabilimento di Rovigo, nato nel 1971 come Peraro For, dal 2000 è di proprietà dell Infun, con: mq di superficie totale; tons/anno di capacità produttiva; Certificati ISO/TS (Sistemi Qualità settore automobilistico), ISO14001 (Sistema di Gestione Ambientale) e OHSAS 18001(Sistema di Gestione della Sicurezza).

25 Reparto forni INFUN FOR S.p.A.

26 Laboratorio chimico - fisico INFUN FOR S.p.A.

27 OBBIETTIVI DEL TIROCINIO Ho studiato i principi dell analisi termica e le curve dei forni fusori e di colata di Infun For SpA, al fine di trovare la causa del difetto di microritiro che si presentava sempre maggiormente nei getti.

28 CASO STUDIO GHISA SFEROIDALE Dal 2010 si fa uso dell analisi termica. Sono presenti 2 postazioni, una ai forni fusori e una ai forni di colata. Scoria filante nei getti Inizio preinoculazione Aumento TeMin e Microritiri nei getti

29 DIFETTO DI MICRORITIRI HEH: 27 HEH: 35 Difetti nelle scatole differenziali di diametro esterno 25 cm.

30 DIFETTO DI MICRORITIRI HEH: 42 Difetti nelle scatole differenziali di diametro esterno 25 cm.

31 DIFETTO DI MICRORITIRI L HEH (Hypo_Eutectic_Iper) è un indicatore del grado di eutetticità della ghisa. Il suo valore è influenzato, in particolar modo, dalla TeMin: >TeMin >HEH vediamo ora delle curve non inoculate migliori, o simili, a quelle inoculate e il differente valore di HEH.

32 Confronto delle curve curva 1 Curva inoculata, non precondizionata. TLiq: 1153 TeStart: 1147 TeMin: 1137 TeSol: 1088 HEH: 28 VPS:

33 Confronto delle curve curva 2 Curva inoculata e precondizionata. TLiq: 1151 TeStart: 1148 TeMin: 1145 TeSol: 1090 HEH: 35 VPS:

34 Confronto delle curve curva 3 Curva inoculata e precondizionata. TLiq: 1151 TeStart: 1151 TeMin: 1151 TeSol: 1095 HEH: 42 VPS:

35 CASO STUDIO GHISA SFEROIDALE TLiquidus 1153,3 1151,1 1151,4 TeStart 1147,0 1148,1 1151,4 TeMin 1138,3 1145,2 1151,4 TSolidus 1088,4 1090,2 1095,0 HEH Variazione della reale posizione del diagramma Fe-C (HEH) in base alla TeMin Stesso Tliquidus Diverso TeMin HEH diverso Cambia la reale posizione nel diagramma di stato

36 IL MOVIMENTO DEL PUNTO EUTETTICO 1154 C 4,2 % Carbonio Equivalente 4,3 % Carbonio Equivalente

37 INTERVENTI E CONSEGUENZE Diminuzione preinoculazione Diminuzione TeMin e Microritiri Dopo modifica

38 CONCLUSIONI - Itaca dà informazioni sull inoculazione della carica senza aggiunte iniziali - Itaca stato un ottimo strumento di indicazione di iperinoculazione - Itaca ha seguito tutte le variazioni apportate nel precondizionante con esiti positivi