Tretman ozbiljne poroznosti u cilindričnim cjevastim pješčanim jezgrama tijekom proizvodnje dijelova od nodularnog željeza korištenjem tehnologije kalupljenja u zelenom pijesku

Danas ćemo analizirati slučaj defekata poroznosti koji se javljaju na obloženoj pješčanoj jezgri komponente od nodularnog lijeva. Materijal je GGG40, proizveden pomoću vertikalne proizvodne linije.

Zbog čvrstog područja u donjem dijelu pješčane jezgre odljevka, teško je ispustiti plin unutar okrugle cijevi odljevka. Stoga je plin koji stvara pješčana jezgra "zarobljen" u konačnom području skrućivanja (vruća točka) unutar odljevka tijekom procesa skrućivanja rastaljenog željeza i ne može se glatko ispustiti. Slijede detaljni razlozi formiranja i sustavna rješenja:

Analiza uzroka jezgre: Vršna emisija plina pješčane jezgre ne odgovara vremenu skrućivanja rastaljenog željeza. Kada obložena pješčana jezgra naiđe na visokotemperaturno rastaljeno željezo, smolasto vezivo brzo će izgorjeti i razgraditi se, stvarajući veliku količinu plina. Ako se ovi plinovi ne mogu glatko ispuštati, oni će prodrijeti u rastaljeno željezo i formirati pore na konačnoj očvrsnutoj površini.

Otopina:

1. Optimizirajte samu pješčanu jezgru (što je najvažnije!): smanjite stvaranje plina iz pješčane jezgre: provjerite marku i model premazanog pijeska koji koristite. Preporuča se prijeći na pijesak obložen plinom niske emisije, koji obično koristi smolu plina niske emisije i sredstvo za očvršćavanje. Poboljšajte prozračnost pješčane jezgre: Komunicirajte s dobavljačem premazanog pijeska kako biste na odgovarajući način smanjili zahtjeve za čvrstoćom pješčane jezgre. Pretjerana čvrstoća znači da je dodana velika količina smole i veliko stvaranje plina. Što je manja čvrstoća, to bolje, a istovremeno ispunjava zahtjeve za oblikovanje i lijevanje. Provjerite je li zbijenost pješčane jezgre prevelika. Prilikom izrade jezgre, tlak ubrizgavanja pijeska ne smije biti previsok kako bi se spriječilo da jezgra od pijeska postane pretjerano gusta. Osigurajte nesmetan odvod pješčanih jezgri: Kod izrade pješčanih jezgri potrebno je napraviti odvodne kanale! Za ovu malu jezgru promjera 3 cm, nekoliko malih ispušnih rupa može se probušiti u središtu pješčane jezgre ventilacijskom iglom ili se mogu koristiti unaprijed ugrađene voštane niti za topljenje i oblikovanje ispušnih kanala tijekom izlijevanja. Provjerite prikladni razmak glave jezgre s pijeskom kako biste bili sigurni da je ispušni kanal na glavi jezgre gladak i bez prepreka, dopuštajući da plin nesmetano izlazi kroz glavu jezgre u kalup ili ispušni sustav s pijeskom.

2. Redoslijed skrućivanja i plinska zamka: nodularni lijev ima karakteristiku skrućivanja poput paste, a unutrašnjost ostaje u tekućem stanju dugo vremena nakon formiranja ljuske. Debljina stijenke odljevka je ujednačena, ali središnje područje unutarnje stijenke je zona konačnog skrućivanja. Plin koji se ne može isprazniti stvara visoki tlak unutar šupljine kalupa, au slabom trenutku kada se površina rastaljenog željeza počinje skrućivati ​​(obično unutarnja stijenka srednjeg i gornjeg dijela), napada metal koji je još uvijek u tekućem stanju. Zbog ekspanzije i pritiska skrućivanja grafita, ti se plinovi na kraju "zaključaju" u konačnom području skrućivanja, tvoreći potkožne pore ili invazivne pore.

3. Kemijska svojstva rastaljenog željeza pogoršavaju situaciju: prekomjerni sadržaj zaostalog magnezija (Mg) može povećati površinsku napetost rastaljenog željeza, otežavajući prodornim mjehurićima da plutaju i izlaze. Tekuća oksidacija željeza (visok sadržaj kisika) ili nepotpuno punjenje peći (hrđa, mrlje od ulja) će povećati tendenciju samotaloženih pora, stvarajući ozbiljne pore zajedno s invazivnim plinovima.

2、 Sustavna rješenja treba istražiti i testirati redom od primarnog prema sekundarnom:

1. Optimizacija jezgre pijeska (najizravnija i najučinkovitija mjera) za smanjenje stvaranja plina: Odmah kontaktirajte dobavljača premazanog pijeska i prebacite se na pijesak obložen niskim sadržajem plina. Ovaj materijal je posebno dizajniran za rješavanje takvih problema upotrebom posebnih smola i aditiva za smanjenje stvaranja plina i odgađanje vršnog stvaranja plina. Osigurajte da je ispuh pješčane jezgre apsolutno nesmetan (od najveće važnosti!): Za pješčane jezgre promjera 30 mm, ispušni sustav mora biti instaliran tijekom procesa izrade jezgre. Najbolja metoda: Upotrijebite prethodno ugrađenu ispušnu voštanu žicu. Jedna ili više voštanih žica ugrađene su tijekom procesa izrade jezgre, a voštane žice se tope tijekom lijevanja, tvoreći savršen ispušni kanal. Jednostavna metoda: Umetnite ventilacijski otvor kroz (ili blizu) središta pješčane jezgre ili pomoću ventilacijske igle. Provjerite jesu li ti kanali spojeni na glavu jezgre. Optimizirajte dizajn jezgre: Provjerite položaj jezgre u kalupu kako biste bili sigurni da se razmak između jezgre i pješčanog kalupa ne može potpuno zatvoriti nakon postavljanja pješčane jezgre, što je posljednji kanal za izlazak plina izvan kalupa. Ako je potrebno, razmak između glava jezgre može se povećati ili se mogu napraviti posebni ispušni otvori.

2. Optimizacija procesa (podešavanje interakcije između rastaljenog željeza i pješčane jezgre) za povećanje temperature izlijevanja: Ovo je najbrža i najučinkovitija privremena mjera na gradilištu. Odgovarajuće povećanje temperature izlijevanja (kao što je 1380 °C → 1400-1420 °C) može produljiti vrijeme da rastaljeno željezo ostane tekuće i dati više vremena za ispuštanje plina. Učinite da se površina pješčane jezgre brže sinterira kako bi se formirala "vitrificirana" tvrda ljuska, sprječavajući duboku smolu da nastavi ispuštati plin. Pažnja: Previsoka temperatura može uzrokovati druge probleme (kao što je lijepljenje pijeska) i potrebno je pronaći točku ravnoteže. Ubrzajte brzinu izlijevanja: skratite vrijeme punjenja uz izbjegavanje turbulencije. Brzo uspostavljeni statički tlak metala može bolje suzbiti prodor plina i potpuno ispuštanje prije nižeg skrućivanja. Osigurajte nesmetano izlijevanje: usvojite sustav za izlijevanje na dnu kako biste izbjegli izravno ispiranje jezgre pijeska rastaljenim željezom, smanjili turbulencije i uvijanje. 3. Kontrola tekućine za taljenje i željezo (kako biste eliminirali samoprobleme i izbjegli povećanje ozljede) strogo kontrolirajte sadržaj zaostalog magnezija: prekomjerni ostatak magnezija 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 ne smije biti previsok. Koristite čiste materijale za peći: Uklonite otpadni čelik i reciklirane materijale s jakim mrljama od hrđe i ulja i spriječite njihovo raspadanje za proizvodnju [H], [O] i CO plinova. Temeljito uklonite trosku: Prije tretmana sferoidizacijom i izlijevanja, troska se mora temeljito ukloniti kako bi se spriječilo da se troska otkotrlja u šupljinu kalupa.

Sažetak i preporuke za prioritet djelovanja

1. Prvi prioritet (trenutni pregled): Provjerite ima li pješčana jezgra ispušni kanal! Ako nije, to je problem koji se prvo mora riješiti. Pokušajte zakopati voštane niti ili vezati ventilacijske rupe.

2. Drugi prioritet (brzo testiranje): Povećajte temperaturu izlijevanja za 20-30 °C i promatrajte poboljšanje poroznosti. Ako je učinak značajan, on snažno ukazuje na problem stvaranja plina u pješčanoj jezgri.

3. Treći prioritet (kontaktiranje dobavljača): Zatražite uzorke pijeska obložene plinom niske emisije za usporedno ispitivanje, što je često ključ za rješavanje problema.

4. Četvrti prioritet (otkrivanje i bilježenje): Provjerite sadržaj zaostalog Mg u tekućini željeza nakon sferoidizacije kako biste bili sigurni da je unutar razumno niskog raspona.