Behandling for svær porøsitet i cylindriske rørformede sandkerner under produktion af duktile jerndele ved brug af grøn sandstøbningsteknologi

I dag vil vi analysere et tilfælde af porøsitetsdefekter, der forekommer ved den belagte sandkerne af en duktilt jernkomponent. Materialet er GGG40, produceret ved hjælp af en vertikal produktionslinje.

På grund af det faste areal i den nederste del af støbningens sandkerne er det vanskeligt at udtømme gassen inde i støbningens runde rør. Derfor er den gas, der genereres af sandkernen, "fanget" i det endelige størkningsområde (hot spot) inde i støbningen under størkningsprocessen af ​​det smeltede jern og kan ikke udledes jævnt. Følgende er detaljerede årsager til dannelsen og systematiske løsninger:

Kerneårsagsanalyse: Den maksimale gasudledning af sandkernen stemmer ikke overens med tidspunktet for størkning af det smeltede jern. Når den coatede sandkerne støder på højtemperatursmeltet jern, vil harpiksbindemidlet hurtigt brænde og nedbrydes, hvilket producerer en stor mængde gas. Hvis disse gasser ikke kan udledes jævnt, vil de invadere det smeltede jern og danne porer på den endelige størknede overflade.

Løsning:

1. Optimer selve sandkernen (vigtigst!): reducer gasdannelsen af ​​sandkernen: tjek mærket og modellen af ​​det coatede sand, du bruger. Det anbefales at skifte til lavemissionsgasbelagt sand, som normalt bruger lavemissionsgasharpiks og hærder. Forbedre sandkernens åndbarhed: Kommuniker med den coatede sandleverandør for at reducere sandkernens styrkekrav. For høj styrke betyder, at der er tilsat en stor mængde harpiks og en høj gasudvikling. Jo lavere styrke, jo bedre, samtidig med at kravene til styling og støbning opfyldes. Tjek om sandkernens kompakthed er for høj. Ved fremstilling af kernen bør sandindsprøjtningstrykket ikke være for højt for at forhindre, at sandkernen bliver for tæt. Sørg for jævn udsugning af sandkerner: Ved fremstilling af sandkerner skal der laves udsugningskanaler! Til denne lille kerne med en diameter på 3 cm, kan flere små udstødningshuller gennembores i midten af ​​sandkernen med en ventilationsnål, eller der kan bruges forudindstøbte vokstråde til at smelte og danne udstødningskanaler under hældning. Kontroller pasformen af ​​sandkernehovedet for at sikre, at udstødningskanalen ved kernehovedet er glat og uhindret, hvilket tillader gas at undslippe jævnt gennem kernehovedet og ind i formen eller sandudstødningssystemet.

2. Størkningssekvens og gasfælde: Duktilt jern har en pastalignende størkningskarakteristik, og det indre forbliver i flydende tilstand i lang tid efter dannelsen af ​​skallen. Vægtykkelsen af ​​støbningen er ensartet, men det centrale område af indervæggen er den endelige størkningszone. Den gas, der ikke kan udledes, danner et højt tryk inde i formhulen, og i det svage øjeblik, hvor overfladen af ​​den smeltede jernskorpe eller begynder at størkne (normalt den indvendige væg i den midterste og øvre del), invaderer den metallet, der stadig er i flydende tilstand. På grund af grafittens ekspansions- og størkningstryk "låses" disse gasser til sidst i det endelige størkningsområde og danner subkutane porer eller invasive porer.

3. Smeltet jerns kemiske egenskaber forværrer situationen: for højt restindhold af magnesium (Mg) kan øge overfladespændingen af ​​det smeltede jern, hvilket gør det sværere for invaderende bobler at flyde og undslippe. Jernvæskeoxidation (højt oxygenindhold) eller ufuldstændig ovnladning (rust, oliepletter) vil øge tendensen til selvudfældede porer, der danner alvorlige porer sammen med invasive gasser.

2、 Systematiske løsninger bør undersøges og testes i rækkefølge fra primær til sekundær:

1. Sandkerneoptimering (den mest direkte og effektive foranstaltning) for at reducere gasudvikling: Kontakt straks leverandøren af ​​coated sand og skift til lavgas coated sand. Dette materiale er specielt designet til at løse sådanne problemer ved at bruge specielle harpikser og additiver til at reducere gasgenerering og forsinke peak gasgenerering. Sørg for, at udstødningen af ​​sandkernen er absolut uhindret (af yderste vigtighed!): For sandkerner med en diameter på 30 mm skal der installeres et udstødningssystem under fremstillingsprocessen. Bedste metode: Brug præ-indstøbt udstødningsvokstråd. En eller flere vokstråde er indlejret under kernefremstillingsprocessen, og vokstrådene smelter under støbning og danner en perfekt udstødningskanal. Enkel metode: Indsæt et udluftningshul gennem (eller nær) midten af ​​sandkernen eller med en ventilationsnål. Sørg for, at disse kanaler er forbundet til kernehovedet. Optimer kernedesign: Tjek kernens position i formen for at sikre, at mellemrummet mellem kernen og sandformen ikke kan forsegles fuldstændigt, efter at sandkernen er placeret, som er den sidste kanal for gas til at undslippe uden for formen. Om nødvendigt kan afstanden mellem kernehovederne øges, eller der kan laves specielle udstødningsslidser.

2. Procesoptimering (justering af samspillet mellem smeltet jern og sandkerne) for at øge hældetemperaturen: Dette er den hurtigste og mest effektive midlertidige foranstaltning på stedet. En passende forøgelse af hældetemperaturen (såsom 1380 ° C → 1400-1420 ° C) kan forlænge tiden for det smeltede jern til at forblive flydende og give mere tid til at udlede gassen. Gør overfladen af ​​sandkernen sintrer hurtigere for at danne en "vitrificeret" hård skal, hvilket forhindrer den dybe harpiks i at fortsætte med at udsende gas. Bemærk: For høj temperatur kan forårsage andre problemer (såsom sandklæbning), og et ligevægtspunkt skal findes. Accelerer hældehastigheden: forkort påfyldningstiden og undgå turbulens. Det hurtigt etablerede statiske metaltryk kan bedre undertrykke gasinvasion og fuldstændig udstødning før den lavere størkning. Sørg for jævn hældning: Brug et bundhældesystem for at undgå direkte skylning af sandkernen med smeltet jern, reducere turbulens og krølning. 3. Smelte- og jernvæskekontrol (for at eliminere selvproblemer og undgå at tilføje fornærmelse til skade) kontrollerer strengt det resterende magnesiumindhold: overdreven Mg-rester er "katalysatoren" for porer. Sørg for, at det resterende Mg-indhold efter sfæroidiseringsbehandling er kontrolleret inden for den nedre grænse, der kræves af processen (såsom 0,03% -0,04%), og bør ikke være for høj. Brug rene ovnmaterialer: Fjern stålskrot og genbrugsmaterialer med alvorlige rust- og oliepletter, og forhindre deres nedbrydning for at producere [H], [O] og CO-gasser. Fjern slaggen grundigt: Før sfæroidiseringsbehandling og udhældning skal slaggen fjernes grundigt for at forhindre slaggen i at blive rullet ind i formhulen.

Sammenfatning og prioritetsanbefalinger til handling

1. Første prioritet (øjeblikkelig eftersyn): Tjek om sandkernen har en aftrækskanal! Hvis ikke, er det problemet, der skal løses først. Prøv at begrave vokstråde eller binde ventilationshuller.

2. Anden prioritet (hurtig test): Øg hældetemperaturen med 20-30 ° C og observer forbedringen af ​​porøsiteten. Hvis effekten er betydelig, peger det stærkt på problemet med gasdannelse i sandkernen.

3. Tredje prioritet (kontakt med leverandører): Anmod om lavemissionsgasbelagte sandprøver til sammenlignende test, hvilket ofte er nøglen til at løse problemet.

4. Fjerde prioritet (detektion og registrering): Kontroller det resterende Mg-indhold i jernvæsken efter sfæroidisering for at sikre, at det er inden for et rimeligt lavt område.