Zdravljenje hude poroznosti v valjastih cevastih peščenih jedrih med proizvodnjo delov iz nodularne litine z uporabo tehnologije oblikovanja v zelenem pesku

Danes bomo analizirali primer napak poroznosti, ki se pojavijo na prevlečenem peščenem jedru komponente iz nodularne litine. Material je GGG40, proizveden z uporabo vertikalne proizvodne linije.

Zaradi trdnega območja v spodnjem delu peskanega jedra ulitka je težko odvajati plin znotraj okrogle cevi ulitka. Zato je plin, ki ga ustvari peščeno jedro, med postopkom strjevanja staljenega železa "ujet" v območju končnega strjevanja (vroča točka) znotraj ulitka in ga ni mogoče gladko izprazniti. Sledijo podrobni razlogi za nastanek in sistemske rešitve:

Analiza osnovnega vzroka: Najvišja emisija plinov peskanega jedra se ne ujema s časom strjevanja staljenega železa. Ko prevlečeno peščeno jedro naleti na visokotemperaturno staljeno železo, se smolno vezivo hitro zažge in razgradi, pri čemer nastane velika količina plina. Če teh plinov ni mogoče gladko odvajati, bodo vdrli v staljeno železo in oblikovali pore na končni strjeni površini.

rešitev:

1. Optimizirajte samo peščeno jedro (kar je najpomembneje!): zmanjšajte nastajanje plina v peščenem jedru: preverite znamko in model premazanega peska, ki ga uporabljate. Priporočljivo je, da preklopite na pesek, prevlečen s plinom z nizkimi emisijami, ki običajno uporablja smolo s plinom z nizkimi emisijami in sredstvo za strjevanje. Izboljšajte zračnost peskanega jedra: komunicirajte z dobaviteljem premazanega peska, da ustrezno zmanjšate zahteve glede trdnosti peščenega jedra. Prekomerna trdnost pomeni, da je dodana velika količina smole in veliko nastajanje plina. Nižja kot je trdnost, tem bolje, hkrati pa izpolnjuje zahteve za oblikovanje in vlivanje. Preverite, ali je kompaktnost peščene sredice previsoka. Pri izdelavi jedra tlak vbrizgavanja peska ne sme biti previsok, da peščeno jedro ne postane preveč gosto. Zagotavljanje nemotenega odvoda peščenih jeder: Pri izdelavi peščenih jeder obvezno izdelajte odvodne kanale! Za to majhno jedro s premerom 3 cm je mogoče v sredini peskanega jedra z ventilacijsko iglo preluknjati več majhnih izpušnih lukenj ali pa uporabiti vnaprej vdelane voščene niti za taljenje in oblikovanje izpušnih kanalov med vlivanjem. Preverite prileganje glave jedra s peskom, da zagotovite, da je izpušni kanal na glavi jedra gladek in neoviran, kar omogoča nemoteno uhajanje plina skozi glavo jedra v kalup ali izpušni sistem peska.

2. Zaporedje strjevanja in plinska past: Nodularna litina ima značilnost strjevanja v obliki paste, notranjost pa ostane v tekočem stanju še dolgo po oblikovanju lupine. Debelina stene ulitka je enakomerna, vendar je osrednje območje notranje stene končno območje strjevanja. Plin, ki ga ni mogoče izpustiti, tvori visok tlak v votlini kalupa in v šibkem trenutku, ko se površina staljene železove skorje ali začne strjevati (običajno notranja stena srednjega in zgornjega dela), vdre v kovino, ki je še vedno v tekočem stanju. Zaradi ekspanzijskega in strjevalnega pritiska grafita se ti plini sčasoma »zaklenejo« v končnem strjevalnem območju in tvorijo podkožne ali invazivne pore.

3. Kemične lastnosti staljenega železa poslabšajo situacijo: čezmerna vsebnost preostalega magnezija (Mg) lahko poveča površinsko napetost staljenega železa, kar oteži mehurčkom, da lebdijo in uidejo. Tekoča oksidacija železa (visoka vsebnost kisika) ali nepopolno polnjenje peči (rja, oljni madeži) bosta povečala nagnjenost k samooborjenim poram, ki tvorijo resne pore skupaj z invazivnimi plini.

2、 Sistematične rešitve je treba raziskati in preizkusiti v vrstnem redu od primarnega do sekundarnega:

1. Optimizacija peska (najbolj neposreden in učinkovit ukrep) za zmanjšanje nastajanja plina: Takoj se obrnite na dobavitelja premazanega peska in preklopite na pesek z nizko vsebnostjo plina. Ta material je posebej zasnovan za reševanje takšnih težav z uporabo posebnih smol in dodatkov za zmanjšanje nastajanja plinov in zakasnitev nastajanja koničnih plinov. Prepričajte se, da je odvod peskanega jedra popolnoma neoviran (kar je izjemno pomembno!): Pri peščenih jedrih s premerom 30 mm je treba med postopkom izdelave jedra namestiti izpušni sistem. Najboljša metoda: Uporabite predhodno vdelano žico za izpušni vosek. Med postopkom izdelave jedra se vstavi ena ali več voščenih žic, ki se med ulivanjem stopijo in tvorijo popoln izpušni kanal. Enostavna metoda: Vstavite odzračevalno luknjo skozi (ali blizu) središča peskanega jedra ali z odzračevalno iglo. Prepričajte se, da so ti kanali povezani z jedrno glavo. Optimizirajte zasnovo jedra: Preverite položaj jedra v kalupu, da zagotovite, da vrzeli med jedrom in peščenim kalupom ni mogoče popolnoma zapreti po namestitvi peščenega jedra, ki je končni kanal za uhajanje plina izven kalupa. Po potrebi se lahko poveča razmik med glavama jedra ali naredijo posebne izpušne reže.

2. Optimizacija procesa (prilagoditev interakcije med staljenim železom in peščeno sredico) za zvišanje temperature vlivanja: To je najhitrejši in najučinkovitejši začasni ukrep na lokaciji. Ustrezno zvišanje temperature vlivanja (kot je 1380 °C → 1400-1420 °C) lahko podaljša čas, v katerem staljeno železo ostane tekoče, in da več časa za izpust plina. Poskrbite, da se površina peskanega jedra hitreje sintra, da se oblikuje "vitrificirana" trda lupina, ki preprečuje, da bi globoka smola še naprej oddajala plin. Pozor: Previsoka temperatura lahko povzroči druge težave (na primer prijemanje peska), zato je treba najti ravnovesno točko. Pospešite hitrost izlivanja: skrajšajte čas polnjenja in se izognite turbulencam. Hitro vzpostavljen kovinski statični tlak lahko bolje zavre vdor plina in popoln izpuh pred nižjim strjevanjem. Zagotovite nemoteno izlivanje: Uporabite sistem za izlivanje na dnu, da se izognete neposrednemu izpiranju peska s staljenim železom, zmanjšate turbulenco in zvijanje. 3. Kontrola tekočine pri taljenju in železu (za odpravo težav s samim seboj in preprečitev dodajanja žalitev k poškodbam) strogo nadzorujte vsebnost preostalega magnezija: čezmerni ostanek Mg je "katalizator" za pore. Zagotovite, da je vsebnost preostalega Mg po zdravljenju s sferoidizacijo nadzorovana znotraj spodnje meje, ki jo zahteva postopek (kot je 0,03 % -0,04 %), in ne sme biti previsoka. Uporabite čiste materiale za peč: Odstranite odpadno jeklo in reciklirane materiale z močno rjo in oljnimi madeži ter preprečite njihovo razgradnjo, da nastanejo plini [H], [O] in CO. Temeljito odstranite žlindro: Pred obdelavo sferoidizacijo in vlivanjem je treba žlindro temeljito odstraniti, da preprečite, da bi se žlindra odkotalila v votlino kalupa.

Povzetek in prednostna priporočila za ukrepanje

1. Prva prioriteta (takojšen pregled): Preverite, ali ima peščeno jedro izpušni kanal! Če ne, je to problem, ki ga je treba najprej rešiti. Poskusite zakopati voščene niti ali zavezati prezračevalne luknje.

2. Druga prednostna naloga (hitro testiranje): zvišajte temperaturo izlivanja za 20-30 °C in opazujte izboljšanje poroznosti. Če je učinek pomemben, močno kaže na problem nastajanja plina v peščenem jedru.

3. Tretja prednostna naloga (kontakt z dobavitelji): Zahtevajte vzorce peska, prevlečenega z nizkimi emisijami, za primerjalno testiranje, kar je pogosto ključ do rešitve problema.

4. Četrta prednostna naloga (zaznavanje in beleženje): Preverite vsebnost preostalega Mg v železovi tekočini po sferoidizaciji, da zagotovite, da je v razumno nizkem območju.