Третиране на силна порьозност в цилиндрични тръбни пясъчни сърцевини по време на производството на детайли от сферографитен чугун с помощта на технология за формоване със зелен пясък

Днес ще анализираме случай на дефекти на порьозността, възникващи в пясъчната сърцевина с покритие на компонент от сферографитен чугун. Материалът е GGG40, произведен чрез вертикална производствена линия.

Поради твърдата зона в долната част на пясъчната сърцевина на отливката е трудно да се изпусне газът вътре в кръглата тръба на отливката. Следователно газът, генериран от пясъчната сърцевина, е "уловен" в крайната зона на втвърдяване (гореща точка) вътре в отливката по време на процеса на втвърдяване на разтопеното желязо и не може да бъде изхвърлен гладко. Следват подробни причини за формирането и системни решения:

Анализ на основната причина: Пиковите газови емисии на пясъчната сърцевина не съответстват на времето на втвърдяване на разтопеното желязо. Когато покритата пясъчна сърцевина срещне разтопено желязо при висока температура, свързващото вещество от смола бързо ще изгори и ще се разложи, произвеждайки голямо количество газ. Ако тези газове не могат да се изхвърлят гладко, те ще нахлуят в разтопеното желязо и ще образуват пори върху крайната втвърдена повърхност.

Решение:

1. Оптимизирайте самата пясъчна сърцевина (най-важното!): намалете генерирането на газ от пясъчната сърцевина: проверете марката и модела на покрития пясък, който използвате. Препоръчително е да преминете към пясък с нискоемисионно газово покритие, който обикновено използва газова смола с ниски емисии и втвърдител. Подобрете дишането на пясъчната сърцевина: Комуникирайте с доставчика на пясък с покритие, за да намалите по подходящ начин изискванията за здравина на пясъчната сърцевина. Прекомерната якост означава, че има добавено голямо количество смола и високо генериране на газ. Колкото по-ниска е якостта, толкова по-добре, като същевременно отговаря на изискванията за оформяне и леене. Проверете дали компактността на пясъчната сърцевина е твърде висока. Когато правите сърцевината, налягането на впръскване на пясъка не трябва да бъде твърде високо, за да предотвратите прекомерната плътност на пясъчната сърцевина. Осигурете плавно изпускане на пясъчните сърцевини: При изработка на пясъчни сърцевини трябва да се направят изпускателни канали! За тази малка сърцевина с диаметър 3 cm няколко малки изпускателни отвора могат да бъдат пробити в центъра на пясъчната сърцевина с вентилационна игла или могат да се използват предварително поставени восъчни нишки за разтопяване и образуване на изпускателни канали по време на изливането. Проверете хлабината на прилягане на главата на сърцевината с пясък, за да се уверите, че изпускателният канал на главата на сърцевината е гладък и безпрепятствен, което позволява на газа да излиза плавно през главата на сърцевината и в изпускателната система за формата или пясъка.

2. Последователност на втвърдяване и газов уловител: Ковкият чугун има характеристика на втвърдяване като паста и вътрешността остава в течно състояние за дълго време след формирането на черупката. Дебелината на стената на отливката е еднаква, но централната зона на вътрешната стена е крайната зона на втвърдяване. Газът, който не може да бъде изхвърлен, образува високо налягане вътре в кухината на формата и в слабия момент, когато повърхността на разтопената желязна кора или започне да се втвърдява (обикновено вътрешната стена на средната и горната част), той нахлува в метала, който е все още в течно състояние. Поради разширяването и налягането на втвърдяване на графита, тези газове в крайна сметка се „заключват“ в крайната зона на втвърдяване, образувайки подкожни пори или инвазивни пори.

3. Химичните свойства на разтопеното желязо влошават ситуацията: прекомерното съдържание на остатъчен магнезий (Mg) може да увеличи повърхностното напрежение на разтопеното желязо, което прави по-трудно изплуването и излизането на нахлуващите мехурчета. Течното окисление на желязото (високо съдържание на кислород) или непълното зареждане на пещта (ръжда, маслени петна) ще увеличи склонността към самоутаяване на пори, образувайки сериозни пори заедно с инвазивни газове.

2、 Системните решения трябва да бъдат проучени и тествани в ред от първични към вторични:

1. Оптимизиране на пясъчната сърцевина (най-пряката и ефективна мярка) за намаляване на генерирането на газ: Незабавно се свържете с доставчика на пясък с покритие и преминете към пясък с ниско съдържание на газ. Този материал е специално проектиран да решава такива проблеми чрез използване на специални смоли и добавки за намаляване на генерирането на газ и забавяне на пиковото генериране на газ. Уверете се, че изпускателната тръба на пясъчната сърцевина е абсолютно безпрепятствена (от изключителна важност!): За пясъчни сърцевини с диаметър 30 ​​мм трябва да се монтира изпускателна система по време на процеса на производство на сърцевината. Най-добър метод: Използвайте предварително вградена изпускателна восъчна жица. Една или повече восъчни нишки се вграждат по време на процеса на изработване на сърцевината и восъчните нишки се топят по време на отливането, образувайки перфектен изпускателен канал. Прост метод: Поставете вентилационен отвор през (или близо до) центъра на пясъчната сърцевина или с вентилационна игла. Уверете се, че тези канали са свързани към основната глава. Оптимизирайте дизайна на сърцевината: Проверете позицията на сърцевината във формата, за да сте сигурни, че празнината между сърцевината и пясъчната форма не може да бъде напълно запечатана след поставянето на пясъчната сърцевина, което е последният канал за излизане на газ извън матрицата. Ако е необходимо, разстоянието между главите на сърцевината може да се увеличи или да се направят специализирани изпускателни отвори.

2. Оптимизиране на процеса (регулиране на взаимодействието между разтопеното желязо и пясъчната сърцевина) за повишаване на температурата на изливане: Това е най-бързата и ефективна временна мярка на място. Подходящото повишаване на температурата на изливане (като 1380 ° C → 1400-1420 ° C) може да удължи времето, през което разтопеното желязо да остане течно и да даде повече време за изпускане на газа. Накарайте повърхността на пясъчната сърцевина да се агломерира по-бързо, за да образува "остъклена" твърда обвивка, предотвратявайки дълбоката смола да продължи да отделя газ. Внимание: Прекомерната температура може да причини други проблеми (като залепване на пясък) и трябва да се намери точка на равновесие. Ускорете скоростта на изливане: съкратете времето за пълнене, като избягвате турбуленцията. Бързо установеното метално статично налягане може по-добре да потисне газовата инвазия и пълното изпускане преди по-ниското втвърдяване. Осигурете плавно изливане: Приемете система за долно изливане, за да избегнете директно промиване на пясъчната сърцевина от разтопеното желязо, да намалите турбуленцията и навиването. 3. Контрол на топенето и течността на желязото (за да елиминирате проблемите със себе си и да избегнете добавянето на обида към нараняване) стриктно контролирайте остатъчното съдържание на магнезий: прекомерният остатък от Mg е "катализаторът" за порите. Уверете се, че остатъчното съдържание на магнезий след обработката със сфероидизация се контролира в рамките на долната граница, изисквана от процеса (като 0,03% -0,04%), и не трябва да бъде твърде високо. Използвайте чисти материали за пещта: Елиминирайте скрап от стомана и рециклирани материали със сериозни петна от ръжда и масло и предотвратете разлагането им до получаване на [H], [O] и CO газове. Внимателно отстранете шлаката: Преди сфероидизираща обработка и изливане, шлаката трябва да бъде напълно отстранена, за да се предотврати търкалянето на шлаката в кухината на формата.

Обобщение и препоръки за приоритет на действие

1. Първи приоритет (незабавна проверка): Проверете дали пясъчната сърцевина има изпускателен канал! Ако не, това е проблемът, който първо трябва да се реши. Опитайте да заровите восъчни нишки или да завържете вентилационни отвори.

2. Втори приоритет (бързо тестване): Увеличете температурата на изливане с 20-30 ° C и наблюдавайте подобряването на порьозността. Ако ефектът е значителен, той силно сочи към проблема с генерирането на газ в пясъчното ядро.

3. Трети приоритет (контакт с доставчици): Поискайте проби от пясък с ниско емисионно газово покритие за сравнително тестване, което често е ключът към решаването на проблема.

4. Четвърти приоритет (откриване и записване): Проверете остатъчното съдържание на Mg в желязната течност след сфероидизация, за да се уверите, че е в разумно нисък диапазон.