Tretman jake poroznosti u cilindričnim cijevnim pješčanim jezgrama tokom proizvodnje dijelova od nodularnog lijeva korištenjem tehnologije oblikovanja zelenog pijeska

Danas ćemo analizirati slučaj defekta poroznosti koji se javlja na obloženom pješčanom jezgru komponente nodularnog željeza. Materijal je GGG40, proizveden pomoću vertikalne proizvodne linije.

Zbog čvrste površine u donjem dijelu pješčane jezgre odljevka, teško je izbaciti plin unutar okrugle cijevi odljevka. Zbog toga je gas koji stvara pješčano jezgro "zarobljen" u području konačnog skrućivanja (vruća tačka) unutar odljevka tokom procesa skrućivanja rastopljenog gvožđa i ne može se glatko ispuštati. Slijede detaljni razlozi za formiranje i sistemska rješenja:

Analiza uzroka jezgre: Maksimalna emisija gasa iz pješčanog jezgra ne odgovara vremenu skrućivanja rastopljenog željeza. Kada obložena pješčana jezgra naiđe na rastopljeno željezo visoke temperature, vezivo smole će brzo izgorjeti i razgraditi se, stvarajući veliku količinu plina. Ako se ovi plinovi ne mogu ispuštati glatko, oni će prodrijeti u rastopljeno željezo i formirati pore na konačnoj očvrsnutoj površini.

Rješenje:

1. Optimizirajte samu pješčanu jezgru (što je najvažnije!): smanjite stvaranje plina u pješčanoj jezgri: provjerite marku i model premazanog pijeska koji koristite. Preporučuje se prelazak na niskoemisioni pijesak obložen gasom, koji obično koristi niskoemisionu gasnu smolu i sredstvo za očvršćavanje. Poboljšajte prozračnost pješčanog jezgra: Komunicirajte s dobavljačem obloženog pijeska kako biste na odgovarajući način smanjili zahtjeve za čvrstoćom pješčane jezgre. Prekomjerna čvrstoća znači da je dodana velika količina smole i velika proizvodnja plina. Što je manja čvrstoća, to bolje, dok ispunjavate zahtjeve za oblikovanje i livenje. Provjerite je li kompaktnost pješčane jezgre previsoka. Prilikom izrade jezgre, pritisak ubrizgavanja pijeska ne smije biti previsok kako bi se spriječilo da jezgro pijeska postane pretjerano gusto. Osigurajte nesmetano ispuštanje pješčanih jezgara: Prilikom izrade pješčanih jezgara potrebno je napraviti izduvne kanale! Za ovu malu jezgru prečnika 3 cm, nekoliko malih izduvnih rupa se može probušiti u centru pješčanog jezgra pomoću igle za ventilaciju, ili se mogu koristiti unaprijed ugrađene niti voska za topljenje i formiranje izduvnih kanala tokom izlivanja. Provjerite zazor prianjanja glave pješčanog jezgra kako biste osigurali da je izduvni kanal na glavi jezgra gladak i nesmetan, omogućavajući da plin nesmetano izlazi kroz glavu jezgra u kalup ili izduvni sistem pijeska.

2. Slijed stvrdnjavanja i gasna zamka: Nodularno gvožđe ima karakteristiku stvrdnjavanja poput paste, a unutrašnjost ostaje u tečnom stanju dugo vremena nakon formiranja ljuske. Debljina zida odlivaka je ujednačena, ali centralna oblast unutrašnjeg zida je zona završnog očvršćavanja. Plin koji se ne može isprazniti stvara visoki pritisak unutar kalupne šupljine, a u slabom trenutku kada površina rastopljenog gvožđa kora ili počne da se skrućuje (obično unutrašnji zid srednjeg i gornjeg dela), nadire metal koji je još u tečnom stanju. Zbog ekspanzije i pritiska stvrdnjavanja grafita, ovi plinovi se na kraju "zaključavaju" u području konačnog skrućivanja, formirajući potkožne pore ili invazivne pore.

3. Hemijska svojstva rastopljenog gvožđa pogoršavaju situaciju: prekomerni sadržaj zaostalog magnezijuma (Mg) može povećati površinski napon rastopljenog gvožđa, što otežava plutanje i izbacivanje mehurića koji napadaju. Oksidacija gvožđa tečnom (visok sadržaj kiseonika) ili nepotpuno punjenje peći (rđa, uljne mrlje) će povećati sklonost samotaloženih pora, formirajući teške pore zajedno sa invazivnim gasovima.

2、 Trebalo bi istražiti i testirati sistematska rješenja od primarnog do sekundarnog:

1. Optimizacija pješčane jezgre (najdirektnija i najefikasnija mjera) za smanjenje proizvodnje plina: Odmah kontaktirajte dobavljača obloženog pijeska i prijeđite na pijesak obložen s malo plina. Ovaj materijal je posebno dizajniran za rješavanje takvih problema korištenjem posebnih smola i aditiva za smanjenje proizvodnje plina i odgađanje vršnog stvaranja plina. Uverite se da je izduv jezgra peska apsolutno neometan (od najveće važnosti!): Za jezgra peska prečnika 30 mm, izduvni sistem mora biti instaliran tokom procesa izrade jezgra. Najbolji metod: Koristite prethodno ugrađenu žicu od voska za izduvne gasove. Jedna ili više žica od voska se ugrađuju tokom procesa izrade jezgre, a žice od voska se tope tokom livenja, formirajući savršen izduvni kanal. Jednostavna metoda: Ubacite otvor za ventilaciju kroz (ili blizu) središte pješčanog jezgra ili pomoću igle za ventilaciju. Uvjerite se da su ovi kanali povezani sa glavom jezgra. Optimizirajte dizajn jezgre: Provjerite položaj jezgre u kalupu kako biste osigurali da se razmak između jezgre i pješčanog kalupa ne može potpuno zatvoriti nakon postavljanja pješčane jezgre, što je konačni kanal za izlazak plina izvan kalupa. Ako je potrebno, razmak između glava jezgra može se povećati ili se mogu napraviti specijalizirani ispušni otvori.

2. Optimizacija procesa (podešavanje interakcije između rastopljenog gvožđa i jezgra peska) za povećanje temperature izlivanja: Ovo je najbrža i najefikasnija privremena mera na gradilištu. Odgovarajuće povećanje temperature izlivanja (kao što je 1380 ° C → 1400-1420 ° C) može produžiti vrijeme da rastopljeno željezo ostane tečno i dati više vremena za ispuštanje plina. Učinite da se površina pješčanog jezgra sinterira brže kako bi se formirala "staklena" tvrda ljuska, sprečavajući duboku smolu da nastavi da emituje gas. Pažnja: Previsoka temperatura može uzrokovati druge probleme (kao što je lijepljenje pijeska) i potrebno je pronaći ravnotežnu tačku. Ubrzajte brzinu sipanja: skratite vrijeme punjenja uz izbjegavanje turbulencije. Brzo uspostavljeni statički pritisak metala može bolje suzbiti invaziju plina i potpuno ispuštanje prije nižeg skrućivanja. Obezbedite glatko izlivanje: Usvojite sistem za izlivanje na dnu da biste izbegli direktno ispiranje jezgre peska rastopljenim gvožđem, smanjili turbulenciju i uvijanje. 3. Kontrola topljenja i tečnosti gvožđa (kako bi se eliminisali problemi sa sobom i izbegli nanošenje povreda) striktno kontrolišu sadržaj preostalog magnezijuma: prekomerni ostatak Mg je "katalizator" za pore. Osigurajte da se sadržaj zaostalog Mg nakon tretmana sferoidizacijom kontrolira unutar donje granice koju zahtijeva proces (kao što je 0,03% -0,04%) i da ne smije biti previsok. Koristite čiste materijale za peći: Uklonite otpadni čelični i reciklirani materijali sa jakim mrljama od hrđe i ulja i spriječite njihovu razgradnju kako bi se proizveli plinovi [H], [O] i CO. Temeljno ukloniti šljaku: Prije obrade sferoidizacije i izlivanja, šljaka se mora temeljito ukloniti kako bi se spriječilo da se šljaka kotrlja u kalupnu šupljinu.

Sažetak i preporuke za prioritetne akcije

1. Prvi prioritet (odmah inspekcija): Provjerite ima li pješčano jezgro izduvni kanal! Ako ne, ovo je problem koji se prvo mora riješiti. Pokušajte zakopati voštane niti ili vezati otvore za ventilaciju.

2. Drugi prioritet (brzo testiranje): Povećajte temperaturu izlivanja za 20-30°C i uočite poboljšanje poroznosti. Ako je efekat značajan, to snažno ukazuje na problem stvaranja gasa u pješčanoj jezgri.

3. Treći prioritet (kontaktiranje dobavljača): Zatražite uzorke pijeska obloženog gasom sa niskim emisijama za uporedna ispitivanja, što je često ključ za rješavanje problema.

4. Četvrti prioritet (detekcija i snimanje): Provjerite preostali sadržaj Mg u tekućini željeza nakon sferoidizacije kako biste osigurali da je u razumnom niskom rasponu.