Hengeres cső alakú homokmagok súlyos porozitásának kezelése gömbgrafitos öntöttvas alkatrészek gyártása során zöldhomok öntési technológiával

Ma egy gömbgrafitos öntöttvas komponens bevonatos homokmagjában fellépő porozitási hibák esetét elemezzük. Anyaga GGG40, amelyet függőleges gyártósoron állítanak elő.

Az öntvény homokmagjának alsó részén található szilárd terület miatt az öntvény kerek csövében nehéz elszívni a gázt. Ezért a homokmag által generált gáz az öntvényen belüli végső megszilárdulási területen (forró pontban) „csapdába esik” az olvadt vas megszilárdulási folyamata során, és nem tud zökkenőmentesen kiüríteni. Az alábbiakban részletesen ismertetjük a kialakítás okait és a szisztematikus megoldásokat:

Magok elemzése: A homokmag gázkibocsátásának csúcsértéke nem egyezik meg az olvadt vas megszilárdulásának időzítésével. Amikor a bevont homokmag magas hőmérsékletű olvadt vassal találkozik, a gyanta kötőanyag gyorsan leég és lebomlik, és nagy mennyiségű gázt termel. Ha ezeket a gázokat nem lehet zökkenőmentesen kiüríteni, akkor behatolnak az olvadt vasba, és pórusokat képeznek a végső megszilárdult felületen.

Megoldás:

1. Optimalizálja magát a homokmagot (ami a legfontosabb!): csökkentse a homokmag gázképződését: ellenőrizze a használt bevonatos homok márkáját és modelljét. Javasoljuk, hogy váltson alacsony kibocsátású gázbevonatú homokra, amely általában alacsony kibocsátású gázgyantát és térhálósítószert használ. A homokmag légáteresztő képességének javítása: Kommunikáljon a bevonatos homok szállítójával, hogy megfelelően csökkentse a homokmag szilárdsági követelményeit. A túlzott szilárdság azt jelenti, hogy nagy mennyiségű gyanta van hozzáadva, és magas a gázképződés. Minél kisebb a szilárdság, annál jobb, miközben megfelel a formázási és öntési követelményeknek. Ellenőrizze, hogy a homokmag tömörsége nem túl magas-e. A mag elkészítésekor a homok befecskendezési nyomása nem lehet túl nagy, hogy megakadályozza a homokmag túlzott sűrűsödését. Biztosítsa a homokmagok egyenletes elszívását: Homokmagok készítésekor elszívócsatornákat kell készíteni! Ehhez a kis, 3 cm átmérőjű maghoz a homokmag közepén több kis elszívó lyukat is lehet szúrni egy szellőzőtűvel, vagy előre beágyazott viaszszálak segítségével megolvasztható és kiöntés közben kipufogócsatornákat alakíthatunk ki. Ellenőrizze a homokmagfej illesztési hézagát, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a magfejnél lévő kipufogócsatorna sima és akadálymentes, lehetővé téve a gáz zökkenőmentes kijutását a magfejen keresztül a formába vagy a homokos kipufogórendszerbe.

2. Megszilárdulási szekvencia és gázcsapda: A gömbgrafitos öntöttvas pasztaszerű megszilárdulási karakterisztikával rendelkezik, és a belseje a héj kialakulása után sokáig folyékony állapotban marad. Az öntvény falvastagsága egyenletes, de a belső fal középső része a végső megszilárdulási zóna. A ki nem üríthető gáz a formaüregben nagy nyomást képez, és abban a gyenge pillanatban, amikor az olvadt vaskéreg felülete, vagy szilárdulni kezd (általában a középső és felső rész belső fala), behatol a még folyékony állapotban lévő fémbe. A grafit tágulási és megszilárdulási nyomása miatt ezek a gázok végül „bezáródnak” a végső megszilárdulási területen, és szubkután pórusokat vagy invazív pórusokat képeznek.

3. Az olvadt vas kémiai tulajdonságai súlyosbítják a helyzetet: a túlzott maradék magnézium (Mg) tartalom növelheti az olvadt vas felületi feszültségét, ami megnehezíti a behatoló buborékok lebegését és kijutását. A vas folyékony oxidációja (magas oxigéntartalom) vagy a nem teljes kemencetöltet (rozsda, olajfoltok) megnöveli az önkicsapódó pórusok hajlamát, súlyos pórusokat képezve az invazív gázokkal együtt.

2、 A szisztematikus megoldásokat az elsődlegestől a másodlagosig kell vizsgálni és tesztelni:

1. Homokmag optimalizálása (a legközvetlenebb és leghatékonyabb intézkedés) a gázképződés csökkentésére: Azonnal lépjen kapcsolatba a bevont homok szállítójával, és váltson alacsony gáztartalmú homokra. Ezt az anyagot kifejezetten az ilyen problémák megoldására tervezték speciális gyanták és adalékok használatával, amelyek csökkentik a gázképződést és késleltetik a gázképződés csúcsát. Ügyeljen arra, hogy a homokmag elszívása teljesen akadálytalan legyen (rendkívül fontos!): A 30 mm átmérőjű homokmagok esetében a magkészítés során elszívó rendszert kell beépíteni. A legjobb módszer: Használjon előre beágyazott kipufogóviasz-huzalt. A magkészítési folyamat során egy vagy több viaszhuzalt ágyaznak be, és a viaszhuzalok az öntés során megolvadnak, tökéletes kipufogócsatornát képezve. Egyszerű módszer: Helyezzen be egy szellőzőnyílást a homokmag közepén keresztül (vagy annak közelében), vagy szellőzőtű segítségével. Győződjön meg arról, hogy ezek a csatornák csatlakoznak a magfejhez. Optimalizálja a mag kialakítását: Ellenőrizze a mag helyzetét az öntőformában, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a mag és a homokforma közötti rést nem lehet teljesen lezárni a homokmag elhelyezése után, amely a végső csatorna a gáz számára a formán kívülre való távozáshoz. Szükség esetén a magfejek közötti hézag növelhető, vagy speciális kipufogónyílások alakíthatók ki.

2. Folyamatoptimalizálás (az olvadt vas és a homokmag közötti kölcsönhatás beállítása) az öntési hőmérséklet növelése érdekében: Ez a leggyorsabb és leghatékonyabb ideiglenes intézkedés a helyszínen. Az öntési hőmérséklet megfelelő növelése (például 1380 °C → 1400-1420 °C) meghosszabbíthatja azt az időt, amíg az olvadt vas folyékony marad, és több időt biztosít a gáz kiürítésére. Gyorsítsa fel a homokmag felületét, hogy "üvegesített" kemény héjat hozzon létre, megakadályozva, hogy a mély gyanta továbbra is gázt bocsátson ki. Figyelem: A túl magas hőmérséklet egyéb problémákat is okozhat (például homok megtapadását), és meg kell találni az egyensúlyi pontot. Gyorsítsa fel az öntési sebességet: csökkentse a töltési időt a turbulencia elkerülése mellett. A gyorsan kialakuló fém statikus nyomás jobban elnyomja a gáz invázióját, és az alacsonyabb megszilárdulás előtt teljes elszívást. Biztosítsa a sima öntést: Alulról kiöntő rendszert kell alkalmazni, hogy elkerülje a homokmag olvadt vas általi közvetlen kimosását, csökkentse a turbulenciát és a hullámosodást. 3. Az olvasztás és a vasfolyadék szabályozása (az önproblémák kiküszöbölése és a sérülések sértésének elkerülése érdekében) szigorúan ellenőrzi a maradék magnéziumtartalmat: a túlzott Mg-maradék a pórusok "katalizátora". Ügyeljen arra, hogy a szferoidizációs kezelés után a maradék Mg-tartalom a folyamat által megkövetelt alsó határon belül legyen (például 0,03% -0,04%), és ne legyen túl magas. Használjon tiszta kemenceanyagokat: Távolítsa el az acélhulladékot és az újrahasznosított anyagokat, amelyek erős rozsda- és olajfoltokat tartalmaznak, és akadályozza meg azok lebomlását [H], [O] és CO gázok előállításához. Alaposan távolítsa el a salakot: A szferoidizációs kezelés és öntés előtt a salakot alaposan el kell távolítani, hogy a salak ne gördüljön be a forma üregébe.

Összefoglalás és cselekvési prioritási ajánlások

1. Elsődleges (azonnali ellenőrzés): Ellenőrizze, hogy a homokmagban van-e elszívócsatorna! Ha nem, akkor először ezt a problémát kell megoldani. Próbálja meg a viaszszálakat betemetni vagy a szellőzőnyílásokat bekötni.

2. Második prioritás (gyors tesztelés): Növelje az öntési hőmérsékletet 20-30 °C-kal, és figyelje meg a porozitás javulását. Ha a hatás jelentős, az erősen rámutat a homokmagban keletkező gázképződés problémájára.

3. Harmadik prioritás (beszállítókkal való kapcsolatfelvétel): Kérjen alacsony kibocsátású gázbevonatú homokmintákat összehasonlító vizsgálatra, ami gyakran a probléma megoldásának kulcsa.

4. Negyedik prioritás (detektálás és rögzítés): Ellenőrizze a vasfolyadék maradék Mg-tartalmát a szferoidizálás után, hogy megbizonyosodjon arról, hogy az ésszerű alacsony tartományon belül van.